本文利用观测数据并结合数值模式的模拟结果,对中国东部不同气候带的城市化效应的差异以及长三角城市范围扩展对区域气候影响的问题进行了深入的研究,具体内容包括以下三个部分：(1)利用MODIS土地利用／覆盖类型数据将京津冀、长三角和珠三角地区的台站定量划分成城市和农村两种类型。三个地区的地表气温、地表风速和日照时间等气象要素均有显著的差异。利用UMR(urban minus rural,城市减去农村)方法对京津冀、长三角和珠三角近30年(1980-2009年)的城市热岛效应、城市化增温率以及城市化对地表增暖的贡献等方面进行分析后发现,珠三角的城市热岛效应最强,长三角最弱；而长三角的城市化增温率是最大的,京津冀最小。由于背景气温变化趋势的不同,珠三角城市化对地表增暖的贡献最大,而京津冀最小。从四季对比来看,春季长三角的城市化增温率最大,珠三角最小；夏季仍然是长三角的城市化增温率最大,而京津冀最小；在秋季和冬季,则是珠三角的城市化增温率最大,京津冀最小。另一方面,春季长三角的城市化对地表增暖的贡献最大,珠三角最小；在夏季和秋季,珠三角的城市化对地表增暖的贡献远大于京津冀和长三角；冬季仍然是珠三角的城市化对地表增暖的贡献最大,而京津冀最小。进一步分析发现,不同地区城市化对地表增暖的影响主要是通过对夜间气温的影响来表现的,而白天的城市化增温率及对地表增暖的贡献可能受到其他因素的影响而表现出不同的特征。此外,数值模式的结果从另一个角度证明了不同地区的城市化效应存在差异性。(2)通过对城市范围扩展前后的两组WRF模拟结果分析后发现,长三角城市范围扩展导致长三角的东部地表能量收入的增加和地表气温的升高幅度最大,而长三角的西部和西南部的地表能量收支和地表气温的变化很小。城市范围扩展还导致长三角的北部、东部和中部出现高温天气的频数增加最多。城市范围扩展对地表气温和气温垂直廓线的影响具有明显的日变化特征。此外,城市范围扩展所引起的地表增温导致120.5°E以西的区域产生西风异常,削弱了当地的盛行东风,而120.5°E以东地区则产生东风异常,进一步加强了当地的盛行东风,并且在太湖东畔形成辐合带。由于城市范围扩展改变了原来的自然植被导致近地层大气的湿度减小,进而导致降水的变化,其中长三角中部的夏季降水减少的幅度最大,其次长三角东部、南部和东南部夏季降水减少的幅度也较大,而长三角的西南部夏季降水减少的幅度则较小。(3)近年长三角城市扩展现象显著,而中国东部梅雨期降水也出现了年代际北移现象,因此有必要研究二者之间是否存在关联。通过MODIS土地分类数据和夜间灯光图像获得长三角2001年和2010年的城市范围,分别作为WRF模式的土地类型对东亚10个夏季(2001-2010年)的气候进行模拟。结果显示,城市扩展使淮河(长江)流域的梅雨期降水增加(减少)的幅度为0.2-1.2mmd-1,并且所导致的降水变化的时空分布特征与观测梅雨期降水EOF分解的第三模态一致。进一步分析表明,城市扩展导致中国东部地表能量平衡变化以及对流层(平流层)的升温(降温),进而引起淮河(长江)流域对流层大气的向上(向下)运动异常和水汽辐合(辐散),最终导致淮河(长江)流域梅雨期降水增加(减少)。