"Nova Iorque" é uma locução. Locução é uma palavra composta, ou seja, duas ou mais palavras com valor de uma.
Não existe na língua portuguesa locução mista, com uma parte em português e outra em língua estrangeira.
Ou é tudo na língua original, ou é tudo aportuguesado.
Repare que, se fosse possível o disparate "Nova York", faríamos o mesmo com outras locuções, como "new wave", que viraria "nova wave".
Mas quem em sã consciência já grafou "nova wave"?
Ninguém, nem mesmo os que escrevem "Nova York".
No entanto, a locução "new wave" pode ser aportuguesada para "nova onda", que é uma forma com muitos adeptos, do mesmo modo que "New York" pode ser para "Nova Iorque", que também tem muitos adeptos.
E há mais argumentos contra a grafia "Nova York": qual o adjetivo relativo a esse nome?
Dicionários e o Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa só registram "nova-iorquino".
Ora, se o adjetivo é dessa forma, com "i" e "q" na segunda palavra, não há coerência em escrever "Nova York".
Coerência, aliás, não é o forte dos que preferem a grafia "Nova York", pois, quando usam o adjetivo, escrevem "nova-iorquino".
Deveriam escrever "nova-yorkino", não é mesmo?
E, para encerrar, desde 1940 a Academia das Ciências de Lisboa prescreve a grafia "Nova Iorque", o que é corroborado pelo vocabulário da Academia Brasileira de Letras.