А почему вода замерзает сверху? Почему не происходит конвекции ниже 3-4 градусов, а наоборот?

Answer 1

Замерзание воды - это процесс кристаллизации. Центры кристаллизации появляются не только на поверхности жидкости, но и в глубине. Однако, при замерзании воды образуется твердая фаза (лед) , плотность которой меньше, чем плотность жидкой фазы (воды) . Поэтому лед всплывает и держится на поверхности. Т. е. всплывают центры кристаллизации, вокруг которых происходит формирование ледяной корки.