了解水體異常狀況
任何物體都會隨著溫度升高而膨脹（體積增大），隨著溫度降低而收縮（體積減少） 。水也不例外，溫度升高時膨脹，溫度降低時會收縮，但在0℃至4℃的溫度範圍內並非如此。在0 ℃至4℃之間，水的體積會隨著溫度升高而減少（水收縮）。如果我們加熱0℃的水，水溫越高，體積減少越多。當水溫達到4℃時，這種收縮過程停止。高於4 ℃時，水的體積會隨著溫度升高而增加（水膨脹）。反之，當溫度從4 ℃降至0 ℃時，水的體積也會增加（水膨脹）。水的這種奇特現象稱為水的異常現象。
例如，我們將30℃的水放入冰箱冷凍室。水在冷凍室時，溫度會下降。隨著水溫下降，水的體積也會減少（水會收縮）。當水溫降至4 ℃時，水開始膨脹（水的體積增加）。當溫度降至0 ℃時，水的膨脹停止。這與其他物體不同，其他物體在溫度降至0 ℃時仍會繼續收縮（物體的體積會減少）。
當物體縮小時（
（物體的體積減少） 密度 或者說，物體的密度會增加。反之，當物體膨脹（體積增大）時，物體的密度或質量就會減少。密度公式為：密度 = 質量 / 體積。物體的質量始終保持不變。而其體積則會隨溫度變化。水只有在溫度低於攝氏 4 度時才會收縮（體積減少）。 o因此，水在4℃時密度最大。 oC.
請看下圖。此圖顯示了水量和溫度之間的關係。
水體異常的益處
水體異常現象的益處在冬季地區最為顯著。冬季來臨，氣溫下降。水面與空氣接觸，導致河川或湖泊表面的水溫降低。隨著水溫下降，水的體積也隨之減少。水體積減少後，水的密度增加。水面的密度高於水下的水。由於密度較高，水面會下沉。水下的水密度較高，因此會漂浮。這個過程會持續到水溫降至 4 ° C。請記住，水的體積只會在 4 ° C以下縮小。因此，水在 4 ° C時密度最大。
當河流或湖泊表面的水溫降至4℃以下時，水面會膨脹（體積增加）。由於體積增大，水的密度降低。由於表面水的密度低於下層水的密度，表面水無法向下流動。當水溫降至0℃時，表面水會先結凍。由於與表面水接觸，下層水也開始凍結，以此類推。因此，結冰過程是從表面水開始的。湖泊或河流底部的水通常不會結冰，因為空氣溫度並不低。由於底部水沒有結冰，因此生活在湖泊或河流底部的魚類和其他生物在冬季得以存活。
