Изменения гидрологического режима и экосистем Ладожского и Онежского озер исследовались по данным натурных наблюдений и моделирования биогеохимических потоков вещества. Выполнены диагностические (1996 - 2015 гг.) и прогностические (2016 – 2040 гг.) оценки возможных изменений термогидродинамики и экосистемы Ладожского озера. Начальные и граничные условия для численных экспериментов задавались по данным натурных наблюдений. Сравнение результатов моделирования с наблюдениями показало удовлетворительное соответствие пространственно-временной динамики гидрофизических и биогеохимических характеристик. Показаны возможные изменения гидрофизических процессов, первичной продукции и биогеохимических потоков вещества в Ладожского озера до 2040 г. при изменении климата по сценарию А1В. Модель может быть использована для исследования экосистемных процессов и биогеохимических круговоротов, протекающих в экосистемах крупных стратифицированных озер в условиях изменения климата и антропогенных воздействий.