Актуальность работы. Изменение климата и связанные с ним экономические последствия усиливают геоэкологические риски вдоль Черноморского побережья Кавказа, при этом особенно страдает субтропическая зона России. Хотя этот регион обладает большим потенциалом для развития пляжного туризма, здесь все чаще реализуются опасные гидрометеорологические явления высокой степени интенсивности. Для обеспечения устойчивого развития прибрежной инфраструктуры и реализации эффективных мер по защите береговой линии важно точно прогнозировать межгодовую изменчивость и экстремальные колебания уровня Черного моря. Цель исследований – совершенствование методов формирования трехмерных геоэкологических моделей при прогнозировании уровня моря на Черноморском побережье Кавказа. Методика исследований заключалась в использовании комплексного подхода, объединяющегося в анализе существующей литературы с данными Единой государственной информационной системы для создания базы данных уровня Черного моря (по посту г. Сочи). Значения уровня моря статистически обрабатывались и дополнялись с помощью трехмерной интерполяции. Формирование трехмерных моделей осуществлялось в программе Gnuplot, а регрессионных моделей (для двумерной постановки задачи) − в MS Excel методом наименьших квадратов. Результатами исследования стала разработка авторского подхода к обработке долгосрочных временных рядов данных, позволяющего существенно видоизменить подходы к формированию трехмерных геоэкологических моделей. В результате установлено, что для каждого 1-го и 5-го года рост времени наблюдения с 1927 по 2017 гг. приводит к росту уровня Черного моря, по полиноминальному закону на 5,4 %. При этом большая часть из этого роста приурочена к последним 20-ти годам. Дальнейшие исследования следует вести в направлении эффективной интеграции авторского подхода в геостатистический анализ для совершенствования ГИС технологий.