当前气候海洋模式中最常用的中尺度涡参数化方案一般基于Gent和McWillimas(1990，GM90)方案。该方案中的厚度扩散系数用于表征中尺度涡旋对示踪物的输送强度。GM90方案已经成为海洋模式的标准方案，也被认为是直接耦合模式可以长时间稳定积分而无气候漂移的保证。然而，当前对GM90方案的研究，特别是厚度扩散系数的研究，尚处于百家争鸣的阶段。同时一些基本问题还没澄清，如中尺度涡定义模糊，多示踪物涡混合系数混为一谈，诊断的垂直坐标系不同，等等，这些问题造成了不同的工作之间难以相互比较。本文试图在阐明中尺度涡的基本概念的基础上，利用高分辨率的再分析和模式数据诊断不同中尺度涡定义（定常和瞬变）、不同资料（再分析和模式）、不同示踪物（包括厚度、位涡、位温和盐度）的涡扩散系数，找出其中的差别，并系统分析其空间结构特征。为厘清这些问题并改进中尺度涡参数化过程提供依据。主要结论如下:　　(1)提出了一种基于中尺度涡特性的涡混合系数的诊断方法。在等密度面上描述涡通量与平均量之间的关系，并引入了一个二阶混合张量。新的诊断方法有两个要点:一是根据Lorenz分解，将环流分解为定常流、瞬变流、定常涡和瞬变涡四项。其中后两者才是粗分辨海洋模式中需要参数化的对象，因而在分析中将涡动混合分解为定常和瞬变两部分;二是分别诊断各向同性和各向异性两种情形下的混合系数或张量。在此基础上，通过计算指出了空间平均范围，梯度的差分范围，最小二乘的取法都会对结果产生影响。　　(2)利用分辨率为1/6°的再分析SOSE数据，根据上述诊断方法，诊断了厚度扩散系数，分析了其空间结构和各向异性的程度，并讨论了定常涡和瞬变涡在其中的相对贡献。发现厚度扩散系数在混合层内的急流轴上是负值，急流下方存在极大值中心，副热带大涡区则是向下递减;涡扩散有较强的各向异性特征，程度随深度递减。在比较定常涡和瞬变涡时发现，中尺度涡动的扩散主要是瞬变涡的作用，但定常涡在急流轴上的负值以及涡扩散的各向异性方面的贡献是不可忽略的。而在中尺度涡动的平流方面，定常涡的作用是主要的。　　(3)为了对以上SOSE资料的结果进行对照，并考察涡分辨海洋模式中对涡扩散系数的再现能力，本文计算了分辨率为1/10°的LICOM和分辨率为1/12.5°的HYCOM数据的厚度扩散系数。在纬向平均的垂直结构上，模式与SOSE是相似的。但是资料分辨率越高厚度扩散系数越大。HYCOM中瞬变涡分量大于SOSE和LICOM，并且HYCOM中南极绕极流(ACC)混合层是涡扩散系数的大值带，涡扩散系数随深度递减。各向异性方面，SOSE最接近于各向同性，LICOM的各向异性程度最高，HYCOM介于中间。　　(4)为了研究不同示踪物的涡扩散系数是否不同，本文采用SOSE资料，采用前述诊断方法，又分别计算了位涡、位温和盐度的涡扩散系数，并把诊断的结果与厚度作比较。发现位涡扩散系数总是与厚度扩散系数相似的，而且涡扩散的各向异性以及定常涡的作用对示踪物的依赖性较小。