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城市微尺度气候环境与城市中的人类活动密切相关,改善城市风热环境对于提高城市居民居住舒适度有着重要的意义。本文主要开展了以下几方面的工作:1.分析了在2013年高温热浪期间南京和上海的温度变化特征和热岛变化特征,并进一步利用建筑密度、城市规划图、谷歌地图等工具对南京和上海市的气象站点作了分类,探讨了水体、植被等下垫面要素在高温期间对局地微尺度气候的影响;2.利用CEDVAL风洞数据验证了PALM(Parallelized LES model)模式在模拟城市风场方面的可行性,并利用PALM模式模拟了多组理想建筑群算例模型以及南京市典型城市中心商务区CBD(Central Business District)和居民区RD(Residential District)区域的风场特征,利用多种通风指数对上述风场作通风评估。基于以上工作内容,本文得到的主要结论如下:1)夏季高温热浪期间长三角不同城市微气候环境各有特点。2013年8月,南京和上海的平均温度日变化和月变化总体趋势基本一致,但南京和上海的热岛特征存在明显差异。南京热岛日变化呈现V型分布,上海热岛日变化呈现W型分布。其主要原因可能是南京和上海具有不同的下垫面特征。上海市区的建筑密度较高,与郊区的建筑密度差异较大。在白天建筑物吸收了大量的太阳辐射,伴随着人为热的增加,中心城区温度在白天显著上升。同时,上海市郊受到长江、海洋等大型水体作用,进一步降低了局地温度。最终导致上海市在白天出现了与夜间城市热岛强度UHII(Urban Heat Island Intensity)接近的热岛峰值。在南京则不受到海风的降温作用,且南京城区测站所在位置建筑密度较低,城乡之间的白天温度差异较小,出现UHII波谷。2)在城市热岛强度与城市风速间呈负相关关系。高UHII通常对应着低地表风速,反之亦然。高温热浪期间,UHII与平均风速呈明显负相关,相关系数约-0.872。因此,提高城市通风能力有助于缓解高温期城市热岛效应。3)建筑群对风热环境有直接影响。对于城市建筑群影响下的热力场,高建筑密度区域容易产生局地高温,其UHII也更强。但同时高建筑密度区域的温度变化也更加滞后,相对低密度建筑区而言,高密度建筑区上午延迟升温,下午延迟降温。此外,高建筑密度区域由于天空遮挡程度的不同会极大的改变局地热环境。白天,局地天空开阔度SVF(Sky View Factor)越低,建筑物遮挡越多,进入区域内的太阳辐射越少,则该处的温度越低,局地UHII越小。在夜间,建筑遮挡越多的地方,建筑物释放了在白天吸收的大量热能,并且由于四周的遮挡使得热量堆积在区域内部,导致该处温度上升,局地UHII更大。对于建筑群风场,在不考虑城市植被等其他障碍物的影响下,建筑群本身的结构是风场整体结构决定性因素。建筑群风场特点与该建筑群的建筑物平均高度、建筑群高度方差、建筑物排列方式等密切相关。模拟结果显示,当建筑群对低层风场的衰减越大时,其建筑高度以上的平均风速会表现出显著增大。建筑群平均高度越高、排列错杂对建筑群内的风速衰减作用越强。交错列阵以及高度方差较大的列阵阻碍了水平方向上的空气流通,而增加了垂直方向上的通风能力。4)典型CBD和典型居民区风场特征明显不同。典型CBD和典型居民区由于下垫面建筑群分布和高度分布差异,在水平风场分布和垂直风廓线方面均表现出不同特征。水平方向上,典型CBD区域内部整体风速较低,风速极大值往往在高楼周围出现,而大广场中风速相对平缓。在典型居民区内部整体风速较高,在少量的高楼之间或粗糙度低的平坦下垫面上方均有大风区出现。在垂直方向上,真实建筑群风场平均垂直廓线不再能用单一幂指数廓线描述。典型CBD垂直风廓线按照建筑物高度变化规律呈现三级分层分布。在建筑高度变化最明显的25m和109m附近(对应归一化高度约0.82H、3.9H)出现明显风切变,220m(7.9H)处出现微弱风切。居民区垂直风廓线随建筑群高度分为二层,仅在23m附近(约1.5H处)出现风切。风速在上述分层的每一段高度中分别呈不同形态的幂指数上升,每一层所在的高度越高,对应的拟合幂指数越小。