Lehetséges, hogy pl a tengervíz teteje hidegebb, mint a lentebbi, mélyebben lévő víz?

Namost ha abba belegondolsz, hogy a tenger simán be tud fagyni és azt a tetjétől kezdi el, akkor máris megkaptad a választ.

Egyébként édesvízi tavaknál / folyóknál sem az aljáról kezd fagyni a víz.

..15 méter mélyen 3 Celsius, 40 méternél pedig 5?

Nem, 15 méter mélyen 3 Celsius, 40 méternél pedig 4, nem 5. A víz 4 Celsius fokon éri el legnagyobb sűrűségét.

persze.

egyrészt vannak tenger alatti áramlások, vannak hőforrások, van a földnek is hője, a meleg víz több sót képes oldani, ami növeli a sűrűségét stb.

másrészt a víz sűrűségének hőmérséklet függése trükkös. a desztvíz sűrűsége pl. 4 fok környékén a legnagyobb, ami ennél melegebb, vagy hidegebb, az könnyebb. ezért telelnek a halak a folyók, tavak alján.