实践证明“数九”有一定的科学道理，它真实地反映了天气、气候冷暖变化的特点，如以冬至前两个九天为起点看天津的气温变化，第一个九天极端平均最低气温为-6.5℃，第二个九天为-9.0℃，而“一九”为-11.2℃，“二九”为-11.9℃，“三九”为-12.7℃，“四九”为-12.0℃，“五九”为-10℃……。从上述情况明显看出，“三九”气温最低，“三九”、“四九”低于冬至前的两个九天气温，“五九”以后气温回升。
那么不禁要问，为什么最冷的时期不是出现在白天最短的冬至以前的时期，反而出现在冬至后的大约一个月左右的“三九”时节呢？
这是因为冬至时期，虽然白天最短，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。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。
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。
什么是三九？为什么寒冷？
"三九"是指冬至后的第三个九天，约在1月中下旬。"三九"天为什么最冷呢？这要从当时地面吸收和散发热量的多少来看，冬季这时候虽然白昼短，地面吸收的太阳辐射热量最少，但此时地面散发的热量还多于吸收的热量，近地面的空气温度还要继续低下去，当地面吸收到的太阳热量几乎等于地面散发的热量，气温才达到最冷。到"三九"以后，地面吸收的热量又将多于地面散失的热量，近地面的空气温度也随着逐渐回升。因此，一年中最冷的时候一般出现在冬至后的"三九"前后。
何时入九？九九歌谣
冬至这一天开始数九，这就是人们所说的“提冬数九”。数上9天是一九，再数9天是二九……数到“九九”就算“九”尽了，“九尽杨花开”，那时天就暖了。
人说“冷在九、热在伏”，数九虽冷，但由于我国地域辽阔，冷也冷得不一样：
黄河中下游的《九九歌》是：一九二九不出手；三九四 九河上走；五九六九沿河望柳；七九开河，八九雁来；九九又一九，耕牛遍地走。
江南的《九九歌》是：一九二九相见弗出手；三九二十七，篱头吹筚篥(古代的一种乐器，意指寒风吹得篱笆噼噼响声)；四九三十六，夜晚如鹭宿(晚上寒冷象白鹤一样卷曲着身体睡眠)；五九四十五，太阳开门户，六九五十四，贫儿争意气；七九六十三，布袖担头担；八九七十二，猫儿寻阳地；九九八十一，犁耙一齐出。
最冷的是三九、四九，在吉林：三九四九冻死狗，在江苏则是“三九四九拾粪老汉满街游”，可见气温相差很大。
什么是三伏？何时入伏？
"三伏"是指初伏、中伏和末伏，约在7月中旬到8月中旬这一段时间。夏至以后，虽然白天渐短，黑夜渐长，但是一天当中，白天还比黑夜长，每天地面吸收的热量仍比散发的多，近地面的温度也就一天比一天高。到"三伏"期间，地面吸收的热量几乎少于散发的热量，天气也就最热了。再往后，地面吸收的热量开始少于地面散发的热量，温度也就慢慢下降了。所以一年中最热的时候一般出现在夏至的"三伏"。
从夏至后第三个“庚”日算起，初伏（10天）、中伏（10～20天）、末伏（立秋后的第一个庚日算起，10天），是一年中天气最热的时间。
夏九九歌谣
“冬至”数九过冬寒，有的地方也有“夏至”数九过酷暑的歌谣。
“夏九九歌”：夏至入头九，羽扇握在手；二九一十八，脱冠着罗纱；三九二十七，出门汗欲滴；四九三十六，浑身汗湿透；五九四十五，炎秋似老虎；六九五十四，乘凉进庙祠；七九六十三，床头摸被单；八九七十二，半夜寻被子；九九八十一，开柜拿棉衣 。
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三九天为何最冷
作为对寒冬的记时方法，我国民间将冬至后的81天划分为9个阶段，每一个阶段为9天，称作“冬九九”，也就是常说的数九寒天。其中，每年冬至后的第19天至27天称为“三九”。
一年中，冬至这天白昼最短，太阳光线与地面的夹角最小，地面得到太阳热量最少，应该说最冷在冬至了，但是事实却不然，倒是“冷在三九”。这是为什么呢？
气象专家说，地面的气温冷暖，不仅是受太阳光线照射强弱的影响，而且还与地面散热有关。由于夏至以后，昼长夜短，太阳光线与地面的夹角较大，地面获得的热量最多，而且夜间散热较少，使地面的热量储存逐渐增多，到了冬至，虽然太阳照射时间较短，太阳光线与地面的夹角最小，但是地面在夏秋储存的热量还可以补充，所以天气不见得很冷。
到了“三九”，由于地面接受太阳热量较少，使夜间散热超过白天所吸收的热量，这时地面储存的热量已消耗殆尽，由于热量入不敷出，造成地面温度逐渐下降，天气越来越冷。此时如果有冷空气的影响，天气就变得严寒了。因此，“三九”天气最寒冷。
数九寒天，九九八十一天，是冬天——冬至！一年当中白天最短，夜晚最长的一天。
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