При +4 град вода имеет наибольшую плотность, в связи с чем при охлаждении зимой вода, охладившись до этой температуры с поверхности, как более тяжёлая, по закону плавучести (Архимедовых сил) опускается вниз, а более лёгкая (менее плотная) вода, имеющая меньшую плотность при большей температуре, "всплывает" вверх, т. е. идут циркуляционные вертикальные процессы (конвекция) .