在冬至时期,白天最短,太阳直射角度与地面夹角最小,单位面积的地面受到的日照强度最小,因此地面每天得到的太阳热量最少,地面日热量收支逆差尚未达到最大值。而冬至以后,虽然白天日趋增长,但增长的速度却很缓慢,从冬至到“三九”这一时期,平均每天只增长约一分钟,同时,太阳直射角度与地面夹角增加也很缓慢。地面日热量收支仍处在逆差状况,所以继续失去热量,地温继续下降。地面总热量收支逆差在“三九”时节才达到最大值。由于空气的温度主要受地温影响,这就导致了“三九”时节气温最低(当然,并非全国如此,年年如此,具体因地区、因年岁而异)。另外,“三九”前后,西伯利亚地区的冷气团也发展到极为强盛的阶段,强冷空气的频频入侵也是造成气温低的原因之一。