冬天的天气寒冷是由多种因素共同作用造成的。

首先，地球的自转轴倾斜是导致季节变化的重要原因之一。当地球绕太阳公转时，北半球在冬季时候离太阳更远，这意味着太阳光照射到地面的角度更小，同时太阳光需要穿过更长的大气路径，因此太阳光的能量更为稀薄。这就是为什么冬天白天短而寒冷的主要原因之一。

其次，地表的反射和吸收特性也会影响冬季的气温。在冬季，地表被白雪和冰覆盖，这些物质能够反射大部分的太阳光，使得地表吸收的能量减少。此外，冬季气温较低，大气中的水蒸气凝结成冰晶体，形成云层，云层可以反射太阳光，使得地表接收的太阳辐射减少。这些因素导致冬季地表的能量吸收较少，使得温度下降。

第三，大气环流也对冬季天气造成影响。在北半球，冬季时，北极地区的气温非常低，形成一个巨大的高压区。高压区使得冷空气从北极地区开始向低纬度地区流动，带来寒冷的气流。这就是为什么冬天经常有冷空气侵袭的原因。

最后，地形也对冬季天气产生了影响。高山地区的气温通常比低海拔地区更低，因为大气在上升时会冷却，而山脉阻挡了冷空气的流动，使得山脉背风面的地区更容易形成寒冷的气候。

综上所述，冬天天气寒冷是由地球的自转轴倾斜、地表反射和吸收特性、大气环流以及地形等多种因素共同作用造成的。这些因素使得冬季白天短而寒冷，让我们感受到了寒冷的冬季气候。