一 引言

未来的世界被认为是一个城市的世界。中国城市化的快速发展越来越受到国际社会的关注。诺贝尔经济学奖获得者斯蒂格利茨就说过：“中国的城市化与美国的高科技发展将是深刻影响21世纪人类发展的两大主题。”^[1]

然而，随着城镇人口的急剧增长和城市规模的不断扩大，改变了城市区域的土地利用结构和下垫面特性，使得原有的植被被建筑物以及大量的沥青、水泥路所代替，人们的生产和生活极大地改变了城市大气的热力和动力状况，城市工业排放的大量烟尘、气溶胶、颗粒物以及城市道路上汽车尾气和扬尘等对于城市的气温、湿度、能见度、风和降水都有影响，带来了一系列的城市问题，产生了“城市热岛”“城市干岛”“城市浑浊岛”等城市特有的现象，对城市人居环境诸要素等方面产生多方面的影响。^[2][3]因此，在城市化急剧加快的同时，城市可持续发展是摆在各国面前、关系人类未来的重大课题。

城市规划是指导城市发展、建设和管理的重要依据。科学规划是城市可持续发展的关键。实现中国城市可持续发展，首先就要科学编制城市规划，促进资源节约和环境保护。

城市规划与城市气象环境是相辅相成的，即规划设计需要建立在城市环境的基础上，而城市中人类活动及下垫面的变化、建筑群的布局差异，都会对城市气象环境产生影响，从而改变城市局地小气候。城市发展同城市气象环境的关系如图1^[4]所示。

图1 城市发展对城市气象环境影响示意

从城市规划和管理角度来看，如不重视城市发展对局地环境气象条件的影响，很可能会造成难以逆转的严重后果。尽管在污染治理上投入了大量资金，最终改进大气环境质量的收效也可能会被抵消。相反，如果在城市发展中合理地考虑气象环境条件，科学规划布局，会对改善城市大气环境条件、实现良好的人居环境起到重要的作用。

二 城市规划的气象环境评估研究

（一）研究概况

从大尺度上来看，全球变化及其带来的可能影响已成为国际社会关注的重大问题。从一个城市来看，局地气象条件发生了改变，温度上升、风速下降、极端天气增多……如今的城市规划一方面要考虑发展而扩大建设，另一方面要顾及水、土、气等的影响。因此，为了从科学角度深刻认识城市发展以及城市系统与气候系统之间相互影响的规律，制定合理的城市规划，传统观念和方法正在受到前所未有的挑战。一方面是传统城市规划关于气象环境问题认知层面的反思——在传统的城市规划理论中，关于气象因素对城市建设和城市环境的影响已有所考虑，主要以风玫瑰图和污染系数为依据。在当时的条件和背景下，这种传统方式起到了一定的规划指导作用，具有一定的合理性和客观性。随着城市的发展和科学技术的进步，它出现了局限性。另一方面，随着城市规模的扩张、城市功能结构的变化，城市环境问题复杂化，传统的规划理念与方法已无法很好地应对。现在中国城市规划的本质已经从建设项目空间安排改变为统筹资源、环境和人口及建设、发展和保护环境的公共政策属性上来^[5]，对规划提出更高的新要求，即规划中必须统筹兼顾，协调人居环境与城市综合布局。

在新时期科技进步背景下，需要在城市规划中科学实施气象环境理念，寻求基于大气环境优化的可持续发展城市规划新理论与方法提上日程，以便从科学的角度重新去认识和研究城市规划与气象环境的关系，将气象学的研究成果应用到城市规划实践中。与此同时，计算机技术的飞速发展为气象环境数值模拟提供了强有力的支撑，数值模拟技术迅速发展，为气象学与城市规划的学科融合提供了可能。而信息技术的发展使数字规划技术已成为城市规划编制和管理过程中的重要手段和推动力量。在这种工作环境具备的条件下，如何借助新兴科学技术在科技进步背景下提升气象与城市规划的契合关系，更为科学、客观、系统地研究城市规划的大气环境效应，并对其影响进行定性和定量的分析评估，是目前研究城市规划大气环境问题的热点与前沿。

（二）研究方法

由城市大气环境问题与当今城市规划的关系出发，剖析目前城市规划建设实践与现阶段对大气环境的认知层面之间的偏差、矛盾与困惑，提出问题^[6][7]。在开展城市气象要素观测试验、风洞实验等工作的基础上，建立基于北京城市地理信息资料的多尺度数值