本文是在中国气象局公益性行业专项(编号：GYHY201106049)的资助下完成的。论文首先采用观测试验资料和风洞试验数据对两种模式的准确性进行了验证,并进行了模型参数优化试验。然后分析了单个建筑物对风速风向影响的观测试验资料,并用CFD模式模拟了WMO关于风观测的四个等级环境标准,对障碍物距离要求进行了定量评估及敏感性分析,进而对密云观测站实际的探测环境影响进行定量评估。最后,分析了不同热源面积比例以及国道对温度的影响观测试验资料,并用城市小区模式对公路距离标准的定量评估和敏感性分析。主要结论如下：(1)通过将模拟结果与相应的观测试验数据及风洞试验结果作比较,可认为所用模式具有一定的有效性。参数优化的敏感性试验显示,计算域高度z从3倍建筑物高度开始,空腔区的长度、漩涡中心位置以及再发展区的边界位置基本保持稳定。随着初始网格等级的增加,空腔区的长度、再发展区的边界位置及计算时间逐渐增大。局部初始网格等级对模拟结果影响不显著。以两种不同平均风速剖面形式进行模拟,迎风漩涡长度不同,背风面影响不大。与观测资料比较显示,最优参数组合为：计算域高度z为3倍建筑物高度,初始网格等级为4、局部初始网格等级为4、平均风速剖面形式为指数律。(2)构筑物对风影响的观测试验资料分析显示,障碍物对风速的衰减作用与背景风速大小有关,风速越大,衰减作用越强。风向垂直障碍物时,背景风速在1-3m/s时,障碍物背风面测点风速衰减随距离增大而减小,在10倍障碍物高度距离处平均约衰减10%～15%；背景风速大于3m/s时,背风面各测点风速衰减先增大后减小,在大约5倍障碍物高度的距离处存在空腔区,10倍障碍物高度的距离处平均约衰减20%-30%。风向与建筑物有45度夹角时,障碍物背风面12.5度方向风的衰减大于45度方向。障碍物的存在对垂直风向的影响距离约为6倍障碍物高度,对45度角风向的影响距离约为8倍障碍物高度。(3)CFD模拟显示,WMO指南要求的一级站(30倍)能够保证当风垂直障碍物时,风速观测不受障碍物的影响,二级站(10倍)将可能有45.8%的误差,三级站(5倍)将可能有88.3%的误差,四级站(2.5倍)将可能有88.0%的误差。对来流风速、建筑物高度、建筑物视宽角、来流风向的敏感性分析表明,10米风速风向测量对障碍物距高比的要求随背景风速的增大而增大；当障碍物高度高于6米时,对距高比的要求随障碍物高度的增加而减小；随着建筑物视宽角的增加,10米风速风向观测对距高比的要求增大；来流风向与建筑物呈45度时,风速影响区域增大,风向影响区域水平方向增大,侧方向减小。(4)2004年后密云站探测环境对观测场风速造成了严重影响,2004-2013年年平均风速较1994-2003年的平均风速减小了27.2%,主导风级下降。8个方位4种风速条件的64组算例CFD模拟显示,模拟结果能较好地体现密云站风速衰减的现象,其中,在SW、W、NW方向模拟衰减量较观测资料分析的衰减量大,说明该方向部分建筑物在前后阶段同时存在,探测环境是逐渐变化的。S、 SE、N方向模拟结果与观测资料分析较为一致,说明前后两个阶段的变化基本由周围建筑物变化引起的。E和NE方向虽建筑物影响不明显,但树木的存在是导致密云站风速降低的主要原因,风速衰减率可达20%左右。(5)观测资料可见,在静风条件下,WMO温度观测四级站的温度高于三级站和二级站。夜间两个阶段是各站之间差异比较明显的阶段,等级越高,气温的升温影响越明显。(6)试验资料显示,公路夜间冷源的强度远小于白天的热源强度。模拟结果显示,以0.1℃为标准,公路对周围气温影响的距离在90米范围内。随着风速的增加,公路对周围气温影响距离先增大后减小。随着公路宽度的增加,公路对下风方向气温影响范围逐渐增加。