水结冰产生冷涨的效果,同时空气受冷也会收缩,但是气体受冷收缩的程度要比固体（冰）受冷膨胀的程度要大.但是到底是如果瓶中的冰的体积比空气的体积大非常多（应该是千倍的关系）,这种情况下会出现冰膨胀的体积大于空气收缩的体积,就会产生空气被压缩的情况.
但如你所述的是半瓶水,就不会产生空气被压缩的情况了.