冬天天氣變冷的原因有多個因素。

首先，地球的自轉軸是傾斜的，這個傾斜導致了季節的變化。在冬季，地球的北半球離太陽更遠，而南半球更接近太陽。由於距離的變化，北半球的陽光照射面積較小，太陽光照射到地面上的角度也較低，導致了較少的能量被轉化為熱量。相比之下，南半球的陽光照射面積較大，太陽光照射到地面上的角度較高，能量轉化為熱量的效率更高。

其次，冬季北半球的大陸面積較大，而南半球主要是海洋。大陸比海洋更容易散熱，因此北半球的冷空氣質量更高，而南半球則相對較暖。

另外，冬季北半球的天氣系統也會受到極地地區的影響。北極地區的寒冷空氣會向南移動，導致了寒潮和寒冷的天氣。這種氣流的移動也會引發風暴和降雪等極端天氣現象。

最後，冬季的日照時間也較短，太陽直射點偏離了北半球，導致陽光照射不足。這使得地表溫度下降，進而影響了大氣溫度的變化。

綜上所述，冬季天氣變冷是由於地球的自轉軸傾斜、季節變化、地球距離太陽的變化、大陸和海洋的散熱差異、極地氣流以及日照時間短等因素共同作用所致。這些因素相互影響，共同導致了寒冷的冬季天氣。