兰州作为甘肃省会城市,经过近30年的城市化发展,据2010年年鉴所示,城市化率已达36%,伴随城市人口的快速增长和经济发展,城市化过程中逐渐显露出相关问题,城市化、特别是城市下垫面的改变对大气边界层的影响、进而影响城市大气环境等问题也受到广泛关注。本文首先利用1961-2012年城郊(兰州和榆中气象站)地面气象要素差,采用统计学方法揭示了城市化发展对地市气候的影响。其次,以1992年USGS资料和2002年MODIS资料和2012年TM遥感影像资料给出三个不同时期兰州市的下垫面状况,由此反映不同时期的城市化进程；以相同的高空环流形势,不同时期的下垫面特征,采用WRF模式定量模拟城市化引起的下垫面特征变化对兰州市大气边界层的影响。研究结果表明：(1)城(兰州市区)郊(榆中气象站)气温、降水、湿度和日照时数等地面气象要素差的近50年演变特征反映出,随着兰州市城市化进程,城市气温上升,湿度下降,日照时数减少,呈现出显著的热岛和干岛效应。(2)控制试验表明：WRF模式在高分辨率(1.0km)的情况下,模拟积分稳定,能够较好的模拟出兰州市区大气边界层的基本特征。(3)随着城市化进程不断推进,兰州市区及其南北山区上空气温持续上升,午后城区下沉和山坡上升运动受到抵制,黎明山坡下沉和城区上升运动增强。(4)兰州市区1992—2002年波文比增大,高波文比等值线所包围的范围由城中心向外扩张；2002—2012年,波文比继续增加,高值波文比范围扩大明显,由于Bowen Ratio大小可反映出城市下垫面的干燥程度,说明两个时期由于城市化的发展均导致了兰州城市趋于干燥化。以上研究结果揭示了城市化发展对兰州地区大气边界层特征和兰州城市气候变化的影响程度,可为兰州市的可持续发展和合理布局提供参考依据。