因為水的反常膨脹.這就是說,水在0到4攝氏度之間是冷漲熱縮.
當(dāng)寒冷的冬天來臨后,隨著氣溫的降低,湖表面的水就會變冷,溫度下降,這部分水因變冷其密度比底下較暖的水大,因而沉入下面密度較小的水中,下面的較暖的水上升.
冷水的下沉引起一個混合過程,此過程一直持續(xù)到湖泊中的所有水冷卻到4攝氏度為止.但是表面的水還要被冷空氣繼續(xù)冷卻降溫,表面水的溫度進一步降低,又比如降到3攝氏度,這部分水的體積不但不縮小反而膨脹,即表面水的密度比下面小,因而就浮在水面上不再下沉.
對流和混合此時都停止了（當(dāng)然擴散不會停止）,表面下的水基本上靠熱傳導(dǎo)散失內(nèi)能.水是熱的不良導(dǎo)體,這樣散熱是比較慢的.表面水的溫度,先于下面的水降至0攝氏度、開始結(jié)冰.
　　冰的密度比水小,所以一直浮在水面上而不下沉.冰下面的水,從上到下溫度為0攝氏度到4攝氏度,從上到下逐漸結(jié)冰.由于通過熱傳導(dǎo)而向上散熱,比較慢,并且有地?zé)嵊傻紫孪蛏蟼鲗?dǎo),因此凍結(jié)的速度是緩慢的.若湖泊的水很深,湖水是不會全部結(jié)冰的.