La rápida urbanización ha llevado a cambios drásticos en el uso/cobertura del suelo (LUCC) y a islas de calor urbanas (UHI), alterando negativamente el clima urbano y la calidad del aire. Los impactos significativos de LUCC en la salud humana y el consumo de energía han inspirado a los investigadores a desarrollar soluciones basadas en la naturaleza para mitigar las UHI y mejorar la calidad del aire. Sin embargo, la integración de la modelización GIS-CFD para la mitigación del calor urbano en la adaptación al cambio climático ha sido en gran medida descuidada para el diseño urbano eco-sostenible en áreas que se urbanizan rápidamente. En este estudio, (1) se realizaron análisis a largo plazo de LUCC y meteorológicos en el área metropolitana de Wuhan desde 1980 hasta 2016; (2) para mitigar los efectos adversos de LUCC bajo un proceso de desarrollo acelerado, se discutió el papel y la relevancia de optimizar la morfología de los edificios y la configuración de los bloques urbanos; (3) y se prestó especial atención al diseño en la estrategia hacia la adaptación al cambio climático para mejorar el rendimiento ambiental en las zonas de rápido crecimiento de Wuhan. Los resultados muestran que la UHI en 1980 fue menos severa que en 2016. La temperatura del aire (Ta) aumentó en 0.4 grados Celsius en promedio por década en las áreas en desarrollo. Esto aumenta la severidad de la UHI en los bordes urbanos. Se encontró que es obligatorio para un diseño basado en la naturaleza adoptar indicadores de morfología urbana (UMI) como la altura promedio de los edificios (BH), los factores de vista del cielo y la densidad de edificios (BD = % de área construida) hacia estos cambios. Además, la medición in situ reveló que el factor de vista del cielo es el indicador más efectivo para aumentar el calor urbano alrededor de los edificios y potenciar la UHI. Utilizar UMI y una estrategia de regulación combinada de tres en uno basada en la BH de tipos de edificios de gran altura (BH), mediana altura (BH) y baja altura (BH) puede contribuir de manera efectiva a regular la Ta y el movimiento del aire dentro de la configuración del bloque. Como resultado de la estrategia de este estudio, el calor urbano se mitiga mediante el refuerzo del viento para adaptarse al cambio climático, lo que impacta directamente en la calidad de vida en las áreas en desarrollo.