水在约4℃时密度最大.冬天气温下降,上层湖水的温度随着降低,而湖底的水温度较高.水温高于4℃时,由于热胀冷缩,湖面上温度低的水密度较大,要下沉,湖底温度高的水密度较小,要上升,因而形成对流,使全部湖水不断冷却. 　　当整个湖水的温度都降到4℃时,对流就停止了.这是因为水的温度在0℃—4℃之间反常膨胀,即热缩冷胀的缘故.所以当气温继续下降,上层湖水的温度降到4℃以下时,体积膨胀,密度减小,不再下沉,不能形成对流,湖底水的温度能长时间保持在4℃. 　　当上层湖水温度降到0℃,并继续放热时,湖面开始结了层薄冰.由于冰的密度比水小,所以冰会浮在水面上.由于水和冰是热的不良导体,光滑明亮的冰面又能防止辐射,因此冰下的水放热极为缓慢,需要很长的时间温度才能降到0℃并结成厚厚的冰.俗语说的“冰冻三尺非一日之寒”就是这个道理