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我国大陆总人口在2018年已经超过了13.9亿，其中城镇人口的比重超过了60%、达到了较高水平，城市化进展迅速。这种发展会带来如城市气候恶化、城市污染加重、用地面积紧张等诸多问题，对人们的生活环境和生活品质产生极大的影响，因此我们保证城市持续发展的同时也要兼顾城市环境的保护。
本文以武汉市为研究对象，以5期高分辨率土地利用数据为基础，借助GIS和WRF/UCM平台，从城市建设用地范围扩张和城市用地强度变化两个方面探究了城市化进展对城市微气候的影响并对未来发展模式下的城市微气候进行模拟分析，研究结论如下：
第一、在不考虑城市用地强度变化的条件下，分析城市建设用地范围扩张对微气候的影响。武汉市在1980年至2015年间经历了城市建设用地范围的迅速扩张。对研究区进行分析后发现建成区比例不断升高，从11.49%增长到37.64%。城市建设用地范围扩张导致两米气温上升，夜间增温幅度较日间更大。高温区比例明显增多，新增建成区(尤其在夜间)增温明显但原有建成区气温无明显变化。下午3点气温最高、高温比例也达到30%以上，夜间22点高温比例增幅最大(值约20%)。高温区比例随建成区占比具有良好的正相关性，相关系数在0.9以上。风速大小受到城市建设用地范围扩张的影响较小，新增区域夜间风速增大而白天风速减小。城市建设用地的扩张会明显地增大凌晨4点和晚上22点的强热岛及热岛区比例(合计25%以上)。
第二、在城市建设用地范围一定的条件下，分析城市用地强度变化对微气候影响。针对城市用地强度变化，从容积率和建筑密度两个方面进行讨论。容积率增大会导致凌晨及日间气温有所降低，夜间气温升高、增幅区域主要集中在二环范围内。晚上22点的温度有所升高，高温区比例随容积率增大而增加(约3%-5%)。对于风速，容积率的增大会降低风速、尤其是三环线范围内日出前阶段的风速值。容积率的增大还会导致中午12点和下午3点的强热岛区域的比例随容积率增大先减小后增大，晚上22 点强热岛比例随容积率增大而增大。
建筑密度比容积率对微气候的作用更显著。建筑密度增大会升高两米气温，日间气温上升较夜间更加明显，前者均值达到0.91℃、后者为0.56℃。建筑密度增大对温度的作用范围更广，四环外区域白天的温度变化均值在0.4℃以上；并且对高温区域的影响较大，中午12点和下午3点的高温区比例增幅均在15%以上，夜间22点有所增长(10%左右)。对于风速，建筑密度的增大会增加、尤其是日间的风速，四环外区域的增长幅度比较明显。建筑密度的增大会升高热岛均值和峰值、增大热岛效应的作用时间和作用范围。对中午12点和下午3点的强热岛、热岛区比例有明显的强化作用(值约5%)，晚上22点的强热岛比例有所上升，但热岛区比例有所下降。
第三、设置了基于《武汉市城市总体规划(2010-2020年)》的基准案例和基于《武汉市城市总体规划图(2019-2035)》的预测案例，对综合发展模式下的微气候进行模拟分析。与基准案例相比，预测案例两米气温会显著升高，新增建成区夜间温度差较大、原有建成区日间温差更高。研究区域日间增温现象较夜间更加明显，三环线区域温差均值达到了1.35℃。在城市建设用地范围扩张和用地强度升高的情景下，夜间风速明显降低，日间风速有所增大。热岛的强度和作用时间均有所加强，凌晨各级热岛比例变化不明显，中午12点和下午3点的强热岛及热岛区比例增幅明显，前者约10%，后者约20%。但晚上22点强热岛区比例较高，约60%，增幅约10%，热岛现象显著加重。
整体上看，城市化进展的不同方面对微气候的影响既有所差异又相互联系。首先，在不考虑城市用地强度变化的条件下，城市建设用地范围扩张对新增区域的温度、风速和热岛的改变更明显，在夜间的影响程度比白天要大。其次，在城市建设用地范围一定的条件下，城市用地强度主要对三环线范围内的微气候起作用，其中建筑密度比容积率对温度和热岛效应的影响更显著，容积率对风速的影响更为明显。建筑密度在白天对微气候有主导作用、容积率则相对在夜间的影响更大。最后、在城市建设用地范围和用地强度同时增大的条件下，原有建成区白天温度增幅明显，新增建成区夜间温度增幅较大。区域夜间风速显著降低，热岛强度和作用时间均会有所增大。因此， 需要针对性地制定相应策略以缓解城市化进展对微气候的恶化。
本文以武汉市为研究对象，以5期高分辨率土地利用数据为基础，借助GIS和WRF/UCM平台，从城市建设用地范围扩张和城市用地强度变化两个方面探究了城市化进展对城市微气候的影响并对未来发展模式下的城市微气候进行模拟分析，研究结论如下：
第一、在不考虑城市用地强度变化的条件下，分析城市建设用地范围扩张对微气候的影响。武汉市在1980年至2015年间经历了城市建设用地范围的迅速扩张。对研究区进行分析后发现建成区比例不断升高，从11.49%增长到37.64%。城市建设用地范围扩张导致两米气温上升，夜间增温幅度较日间更大。高温区比例明显增多，新增建成区(尤其在夜间)增温明显但原有建成区气温无明显变化。下午3点气温最高、高温比例也达到30%以上，夜间22点高温比例增幅最大(值约20%)。高温区比例随建成区占比具有良好的正相关性，相关系数在0.9以上。风速大小受到城市建设用地范围扩张的影响较小，新增区域夜间风速增大而白天风速减小。城市建设用地的扩张会明显地增大凌晨4点和晚上22点的强热岛及热岛区比例(合计25%以上)。
第二、在城市建设用地范围一定的条件下，分析城市用地强度变化对微气候影响。针对城市用地强度变化，从容积率和建筑密度两个方面进行讨论。容积率增大会导致凌晨及日间气温有所降低，夜间气温升高、增幅区域主要集中在二环范围内。晚上22点的温度有所升高，高温区比例随容积率增大而增加(约3%-5%)。对于风速，容积率的增大会降低风速、尤其是三环线范围内日出前阶段的风速值。容积率的增大还会导致中午12点和下午3点的强热岛区域的比例随容积率增大先减小后增大，晚上22 点强热岛比例随容积率增大而增大。
建筑密度比容积率对微气候的作用更显著。建筑密度增大会升高两米气温，日间气温上升较夜间更加明显，前者均值达到0.91℃、后者为0.56℃。建筑密度增大对温度的作用范围更广，四环外区域白天的温度变化均值在0.4℃以上；并且对高温区域的影响较大，中午12点和下午3点的高温区比例增幅均在15%以上，夜间22点有所增长(10%左右)。对于风速，建筑密度的增大会增加、尤其是日间的风速，四环外区域的增长幅度比较明显。建筑密度的增大会升高热岛均值和峰值、增大热岛效应的作用时间和作用范围。对中午12点和下午3点的强热岛、热岛区比例有明显的强化作用(值约5%)，晚上22点的强热岛比例有所上升，但热岛区比例有所下降。
第三、设置了基于《武汉市城市总体规划(2010-2020年)》的基准案例和基于《武汉市城市总体规划图(2019-2035)》的预测案例，对综合发展模式下的微气候进行模拟分析。与基准案例相比，预测案例两米气温会显著升高，新增建成区夜间温度差较大、原有建成区日间温差更高。研究区域日间增温现象较夜间更加明显，三环线区域温差均值达到了1.35℃。在城市建设用地范围扩张和用地强度升高的情景下，夜间风速明显降低，日间风速有所增大。热岛的强度和作用时间均有所加强，凌晨各级热岛比例变化不明显，中午12点和下午3点的强热岛及热岛区比例增幅明显，前者约10%，后者约20%。但晚上22点强热岛区比例较高，约60%，增幅约10%，热岛现象显著加重。
整体上看，城市化进展的不同方面对微气候的影响既有所差异又相互联系。首先，在不考虑城市用地强度变化的条件下，城市建设用地范围扩张对新增区域的温度、风速和热岛的改变更明显，在夜间的影响程度比白天要大。其次，在城市建设用地范围一定的条件下，城市用地强度主要对三环线范围内的微气候起作用，其中建筑密度比容积率对温度和热岛效应的影响更显著，容积率对风速的影响更为明显。建筑密度在白天对微气候有主导作用、容积率则相对在夜间的影响更大。最后、在城市建设用地范围和用地强度同时增大的条件下，原有建成区白天温度增幅明显，新增建成区夜间温度增幅较大。区域夜间风速显著降低，热岛强度和作用时间均会有所增大。因此， 需要针对性地制定相应策略以缓解城市化进展对微气候的恶化。