我国正面临大规模城市扩张,城区由于不透水层占比较大从而产生热岛效应,并对局地气候等产生负面影响,因此研究减缓城市热岛效应的措施非常重要。对此,本研究利用中尺度天气预报模式（The Weather Research and Forecasting Model,WRF）对不同气候区五大城市带进行冷却屋顶和太阳能屋顶缓解夏季城市热岛能力的模拟,并探究太阳能屋顶对不同气候区能源收支和潜在经济效益的影响。结果表明:（1）三种屋顶在不同气候区对城市地区的降温能力各不相同。对于热带季风区,超材料屋顶降温能力最强,其次为高反照屋顶和太阳能屋顶。三种屋顶可使城区最多降温1.2℃,0.8℃和0.4℃。对于亚热带季风区,超材料屋顶降温能力优于高反照屋顶,太阳能屋顶降温能力最弱。长三角、成渝城市带和长江中游城市带超材料屋顶使城区最多降温1.4℃,0.6℃和1.2℃;高反照屋顶最多降温1.0℃,0.5℃和1.2℃;太阳能屋顶最多降温0.8℃,0.2℃和1.0℃。温带季风区超材料屋顶降温能力依旧最好,其次为高反照屋顶和太阳能屋顶。（2）超材料屋顶和高反照屋顶均能使城市地区边界层内温度降低0.1～0.8℃,并可使边界层高度降低120～200 m。太阳能屋顶降温性能与上述两种屋顶相比最弱。（3）超材料屋顶可降低所有研究区的人体舒适度指数(Comfort Index of Human Body,I_CHB),改善人体舒适度。高反照屋顶白天能降低所有城市带的I_CHB,但夜间使长江中游城市带的I_CHB升高。太阳能屋顶能够降低成渝地区和京津冀地区全天的I_CHB,但会使珠三角、长三角和长江中游地区夜间I_CHB升高。（4）三种屋顶的架设均能对区域降水中心和降水量有不同程度的改变。超材料屋顶对降水的削弱最强,其次为高反照屋顶。太阳能屋顶对降水削弱较小,并常常导致部分城区降水量增多。（5）太阳能屋顶的发电量与城市密集程度呈正相关。按城市密度由低到高,不同城市带的峰值发电量为6.60～8.62 W·m^-2,16.07～20.69 W·m^-2,21.0～26.90 W·m^-2。太阳能板的发电效率则与城市密集程度呈负相关。（6）研究表明,低、高密度住宅区太阳能屋顶的发电量均能满足空调的制冷消耗。而商业金融区太阳能屋顶发电量仅能抵偿空调能耗的52%～58%。不同城市带太阳能屋顶每小时发电量如下,珠三角为2.53×10⁹k W·h;长三角地区为4.06×10⁹k W·h;成渝地区为0.84×10⁹k W·h;长江中游城市带为1.10×10⁹k W·h;京津冀为2.04×10⁹k W·h。