城市可能感觉与自然世界截然相反，但它们遵循着与最原始的荒野地区相同的法则。正如山谷和山脉一样，建筑物和人行道创造了自己的独特环境——其中没有比城市街道峡谷更独特的了，即高层建筑之间以及它们之间的街道上方的空间。研究表明，街道峡谷的形状（街区长度和建筑物高度与街道宽度的比例）极大地影响着当地气候。城市气候学家正致力于预测峡谷设计如何影响温度、风和污染物的浓度。了解如何优化这些空间是一个日益紧迫的问题：截至 2008 年，城市环境已成为世界上大多数人口的“环境”。
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曼哈顿的一棵树 尽管公园等大片植被可以减少城市热量和污染，但 2008 年的一项风洞测试发现，“林荫大道”式的一排排树木种植实际上会阻碍本可以将新鲜空气带入的风，从而使情况变得更糟。
走向街头 许多空气质量研究依赖于监测站和地球观测卫星的数据，但小型传感器允许个人自行收集样本。麻省理工学院的研究人员开发了一种可以记录污染水平的自行车，并可以通过智能手机上传数据，为城市规划者创建一个在线地图。
多风的城市 美国宇航局资助的研究表明，亚特兰大的城市景观助长了 2008 年在该市市中心发生的一场龙卷风；由此产生的模型可以帮助预测另一场龙卷风。对气流的研究还可以指导应对恐怖主义的措施。2003 年和 2005 年，国土安全部的研究人员追踪了在俄克拉荷马市和纽约市（此处可见）释放的试验气体，以预测毒素在袭击中可能如何传播。
炎热的城镇 城市表面会储存太阳的热量，从而有助于形成城市热岛。美国环境保护署估计，人口超过一百万的城市，其平均气温可能比周围的农村地区高出 1 至 3 摄氏度。策略性地种植树木、使用能反射更多太阳辐射的建筑材料，甚至将屋顶漆成白色，都有助于保持城市凉爽。
详尽的研究 计算机模型显示，当侧风掠过深邃的城市峡谷时，侧向涡旋可能会将街道中心的交通污染物推到人行道上。规划者可以使用这些模型来决定重点治理交通排放的区域，并为儿童游乐场等对污染敏感的设施选择最佳地点。
