当环境温度为13℃时，静止状态下的水体温度通常在6-9℃范围内。这一温差主要源于水与空气热传导效率的差异以及水体自身的热容特性。

水温和气温的关系本质上反映了热力学第二定律在自然环境中的具体表现。水的比热容高达4200J/(kg·℃)，是空气的4倍以上，这意味着相同热量交换条件下，水温变化比气温更为缓慢。在冬季13℃的环境中，水体表层通过传导和对流作用与空气进行热交换，但由于水的热惯性较大，其温度往往滞后于气温变化。实测数据显示，室内13℃环境下，水缸温度通常比室温低5-7℃，这与水体热传导系数0.599W/(m·K)的特性相符。

从能量平衡角度分析，水体温度受三个主要因素制约：首先是辐射冷却效应，13℃环境中水体向太空的长波辐射导致热量持续散失；其次是蒸发耗热，水面蒸发会带走约2453.6kJ/kg的汽化潜热；最后是热对流作用，空气流动会加速水体表层热量的散失。气象观测记录表明，当气温稳定在13℃时，浅层地下水温通常维持在8℃左右，而深度超过2米的水体因受地温影响可保持在10-11℃。

专业水文测量数据进一步验证了这一现象。在标准大气压下，水的密度在4℃时达到最大值999.97kg/m³，随着温度升高至13℃附近，密度降至999.25kg/m³左右，这种密度变化会影响水体垂直方向的热量分布。水的运动黏度在10℃时为1.306×10⁻⁶m²/s，这使得水体内部热传递速度明显低于空气。气象学上常用普朗特数（Pr）来表征介质的热扩散能力，水在10℃时的Pr值为9.52，远高于空气的0.71，这从流体力学角度解释了水温变化滞后的本质原因。

从微观层面看，水分子间氢键的存在使其需要吸收更多能量才能提高温度。当环境温度为13℃时，水分子平均动能约为6.3×10⁻²¹J，这个能量水平仅能破坏部分氢键网络，导致水温难以快速达到与环境温度平衡的状态。热力学计算显示，将1kg水从6℃加热至9℃需要12.6kJ能量，相当于13℃空气需要接触水面约3小时才能完成这个热交换过程。

在实际气象观测中，水体温度还受多种环境因素调制。风速增加会加强蒸发冷却效应，使水温比理论值低1-2℃；而日照辐射则可能使浅水区温度升高2-3℃。专业气象站数据显示，当百叶箱测得气温稳定在13℃时，邻近湖泊的表层水温通常在7.5±1.5℃区间波动，这个观测结果与理论计算具有良好的一致性。