随着城市化进程的加深,高密度、高容积率的城市发展模式导致了城市通风状况变差、空气污染、城市热岛效应等一系列气候问题。这些问题不仅降低居住者在城市生活中的舒适度,还严重影响他们的身体健康。本研究旨在科学的分析城市微气候与城市形态之间相互关联的内在机理,以总结相应的规划和建筑设计的气候缓解策略。研究采用了现场实测、数值实验和SPSS回归分析的方法。在文献查阅的基础上,对城市微气候的要素以及城市形态的构成参数进行总结。采用了风速比和城市热岛强度作为微气候评价指标；建筑密度、容积率、绿地率、迎风面积比和通风架空率作为城市形态参数的评价指标。以大连凌水湾地区范围2km×2km的高密度城市区域为研究对象,综合运用Auto CAD、 ArcCIS、 Rhino、Grasshopper等三维工具,建立了包含地形、下垫面材质、建筑高度和功能的城市规划信息模型,并针对数值模拟需求进行了模型优化处理。在凌水湾地区现场进行了为期5天的不间断实测,获得包括温度、风速、湿度、下垫面材质温度等微气候数据。通过对实测数据的分析,初步分析了不同下垫面微气候变化和产生差异的内在机理。通过将天气预报模式(WRF)和计算流体动力学(CFD)两种不同尺度的工具相耦合进行了气候数值实验。在充分考虑城市大范围真实气象背景的前提下,描述了高精度微气候信息。其中WRF是气象学领域的中尺度模拟技术,通过调整边界条件、物理方案参数及网格设置等,进行了网格精度1km、总研究区域156km的背景气象参数模拟。以WRF结果作为CFD模拟的边界条件,实现了精度为20m的微气候数值实验。通过与现场实测数据对比,风场实测值和模拟值之间的平均误差为0.17m·S-1;温度场平均误差为0.24℃。该结果表明,数值实验的结果具有较高的可信度。利用SPSS软件对数值实验结果与城市形态参数之间的关联性进行了分析,建立两者之间的一元线性回归模型。回归结果表明,容积率与风速比回归的相关度最高,R2为0.591；绿化率与风速比回归的相关度最低,R2为0.398。当建筑密度控制在40%以下时,风速比可达到0.71以上;当容积率控制在3.0以下时,风速比可达到0.62以上；当绿化率控制在15%以上时,风速比可达到0.96以上。容积率、绿化率与热岛强度回归的相关度较高,其中容积率与热岛强度的相关系数R2为0.587；绿化率与热岛强度之间的相关系数R2为0.586。当建筑密度达到40%以上时,热岛强度可达到7.77℃以上；当容积率达到3.0以上时,热岛强度可达到8.65℃以上；当绿化率控制在15%以上时,热岛强度可控制在3.82℃以内。研究结果表明容积率无论在提高风速比方面还是在控制热岛强度方面,都可以起到较明显的作用,所以在城市建设中,应该首先控制区域内的容积率。研究最终提出了基于微气候分析的大连城市规划策略,包括合理提高土地开发强度、保护开放空间、设置城市通风廊道、合理设置道路、控制城市高度、建筑形态优化方法等。本文建立了一种从宏观到微观的城市气候数值实验方法,分析了城市气候和城市形态参数之间的关联机理,可为城市规划、城市设计方案或已建成区域提供科学准确、具有应用前景的热环境优化策略,将有助于提高城市规划和设计的科学性,对创建可持续和和宜居城市提供技术支撑。