绿色屋顶、高反照率屋顶和太阳能屋顶的安装可在一定程度上缓解城市化所带来的能源危机及城市热环境的破坏。本项研究将太阳能板的参数化方案加入到WRF模式中,分析了南京地区高反照率屋顶、绿色屋顶和太阳能屋顶对夏季高温、冬季气象因子以及夏季强对流降水的影响。结果表明:(1)夏季,高反照率屋顶、绿色屋顶和太阳能屋顶均可以降低近地层气温。高反照率屋顶主要是通过增加反照率使加热城市地区的太阳短波辐射减少而降温,反照率为0.8时2 m平均气温降低0.6℃;太阳能板将接收的短波辐射转换为电能而导致降温,发电效率为60%的太阳能屋顶可使2 m平均气温降低0.5℃;绿色屋顶则是通过蒸发改变能量分配使感热减少,从而降低近地面气温,100%覆盖的绿色屋顶使2 m平均气温降低0.5℃。冬季,太阳能屋顶和高反照率屋顶使近地层降温,绿色屋顶导致夜间近地面气温且昼夜温差减小。(2)夏季,高反照率屋顶、绿色屋顶和太阳能屋顶均可以降低边界层内800 m以下白天的气温,绿色屋顶降温效果最显著,为0.6℃;夜间降温0.1℃。冬季高反照率屋顶和太阳能屋顶导致边界层内400 m以下降温显著,发电效率为60%的太阳能板最大降低0.4℃,反照率为0.8的高反照率屋顶降低0.5℃;而100%覆盖的绿色屋顶,7:00-10:00边界层内升温,11:00-15:00降温约0.1-0.2℃。三种屋顶的安装均可使夏季和冬季边界层高度降低;夏季,发电效率为60%的太阳能屋顶可以使白天边界层高度降低约200 m,高反照率屋顶和绿色屋顶也可使边界层高度降低300 m左右。(3)夏季,三种屋顶的安装都可以提高人体的舒适度,绿色屋顶对人体舒适度的提高最为明显。冬季,三种屋顶对白天人体舒适度的影响基本一致,但绿色屋顶会大幅增加夜间的人体舒适度。(4)夏季,太阳能板发电效率40%时,发电量为6.3 T·Wh,抵消了模拟期间全社会用电量;冬季40%发电效率的太阳能板也基本能够抵消全社会用电量,但是降水天气时由于辐射量减少,太阳能板的发电较少,不能抵消全社会用电量。(5)发电效率20%的太阳能屋顶会增加城区累积降水量,而发电效率为40%和60%的太阳能屋顶对城区累积降水量的影响不明显。同样不同反照率的高反照率屋顶和不同比例的绿色屋顶会改变城区的降水范围和降水中心,但没有很好地一致性。