三九天是我国大部分地区一年中气温最低的时段，核心原因是地面热量收支的滞后效应与强冷空气活动的叠加影响。1. 太阳辐射的热量滞后效应：冬至是北半球日照时间最短、太阳高度角最小的日子，此时地面获得的太阳辐射量最少，但地面此前储存的热量仍在持续向外辐射，热量收入小于支出，气温持续走低。直到三九天前后，地面累计的热量亏损达到最大值，气温降至全年低点。2. 冷空气活动达到峰值：三九前后，西伯利亚冷高压势力达到最强，冷空气活动最为频繁且强度最大，强冷空气持续南下影响我国大部地区，进一步压低气温。3. 昼短夜长的持续影响：此时北半球仍处于昼短夜长的时段，夜间地面长波辐射散热时间更长，白天获得的太阳辐射量仍不足以弥补夜间的热量流失，进一步加剧了低温状态。
