近几十年,杭州城市化进程加速,城市范围持续扩张,改变了城市原有地表特征和空间结构,影响着城市近地面风温场结构,并造成多种城市气候环境问题,如城市通风不畅,热岛效应明显以及大气污染加剧等。不同尺度大气环流对城市近地面风温场结构造成影响。一方面,季风环流影响下的大尺度环流形成了杭州近地面主导风系统;另一方面,弱环流背景下,杭州地区的复杂地形和非均匀下垫面则表现出多种局地环流耦合及独特的风温场结构;此外,诸如迎风面系数、建筑结构、绿化空间等城市形态学参数同样会影响城市局部微气候效应。本文主要从以下三方面开展研究:（1）对影响杭州地区的大气环流型进行客观分类,构建基于环流型的典型气象年,分析季节主导环流型及其影响下的城市边界层特征。研究静稳天气条件下,杭州地区城市热岛形态及风温场结构。研究锋面系统对杭州地区的大气污染输送及清除作用。（2）利用杭州地区81个区域气象站的观测数据,构建一套针对复杂地形条件下的山地风系统识别方法,并定量揭示山地风系统与热岛环流之间的耦合效应。（3）综合杭州地区的城市气象观测、城市形态及规划用地等信息,构建气候信息在杭州城市规划中应用的技术框架,并提出杭州城市多级通风廊道体系。主要得到以下结论:1.杭州地区城市热岛效应明显,特强热岛等级占比20.7%,弱热岛等级占47%左右。冬季热岛效应较夏季更加明显,A型及其相关环流型（如ANE、AE等）有利于较强热岛出现。夏季城区东西两侧分别被偏东风和偏西风控制,冬季城区主导风以偏北风为主,城区以东的沿江平原区平均风速略大,核心城区呈现“弱风低谷区”特征。在静稳环流型下,城市“弱风低谷区”范围明显扩大。城区及周边主导风向呈现昼夜反转特征,并且越靠近西部山地,昼夜反转特征越明显。此外,杭州地区以高压控制A（45.5%）和高压前部AN（18.1%）环流型为主,其中暖区（SE）型的污染日发生频率高达到50%。锋面系统是影响杭州大气环境的重要环流型。24h负变温范围在0~2℃之间或平均风速低于2m/s的弱冷锋,主要引起外源污染物输送并造成污染物累积;24h负变温幅度大于4℃或平均风速大于4m/s的较强冷锋以污染清除特征为主。而暖锋则主要呈现污染累积作用,清除特征不明显。2.参照山地平原风形成、发展机制,归纳得出5条基于地面观测的山地平原风识别方法,并据此筛选出2013~2015年309个山地平原风个例。杭州地区的山地平原风年频率28%,且集中出现在夏、秋两季。除高压控制型外,高压后部和弱西风天气型影响时更容易形成山地平原风。山地平原风可影响至杭州城区东侧,最大输送距离可达50km范围。山地平原风与城市风呈现明显耦合效应,观测表明夜间山地风指向城区,并且与热岛环流的下支气流相叠加,总体有利于城市西侧平均风速增大,而城市东侧恰好相反,表明山地平原风与热岛环流之间存在着动量耦合。同时在城市西侧地区,这种相互作用机制导致早晨时段山地风向平原风的转换时间相对延迟,傍晚时段平原风向山地风转换时间略有提前。类似耦合效应在杭州城市东侧刚好相反。3.受大气环流季节特征、局地环流及城市形态等因素影响,杭州城市近地面主导风特征空间差异明显,并可划分为15个分区主导风空间。杭州城市通风廊道体系由6条一级风道、11条二级风道和12条城市绿廊构成。一级通风廊道为杭州城市主要通风空间,按照冬季西北风,夏季西南及偏东主导风流场及风资源区划分;二级通风廊道主要分布在城市边缘,作为一级风廊向城市内部延伸的通风空间,以西部山地丘陵为清洁风源,通过山地风系统向城市边缘渗透。受山地平原风与城市风耦合效应影响,夜间山地风和城市风相互叠加,对城市西侧边缘具有增风作用;城市绿廊主要位于城区内部,主要基于风流通潜力指标综合构建。