冬天的天气寒冷主要是由于以下几个原因：

1. 地球轨道：地球绕太阳运行的轨道是椭圆形的，当地球离太阳最远的时候，也就是冬至时，太阳光照射到地球的角度较小，导致太阳辐射的能量分散，使得地表温度下降。

2. 太阳高度角：在冬天，太阳的高度角较低，即太阳光照射到地球的角度较小。由于光线照射的面积较大，能量更容易散失，导致地面温度降低。

3. 大气层的厚度：冬天大气层的厚度较薄，难以阻挡地表的热量向上散失，导致地表温度下降。

4. 风向和风速：冬天常常伴随着冷空气的南下，冷空气从北方向南方吹，加剧了寒冷的感觉。

5. 雪和冰的反射：当地表被积雪或冰覆盖时，雪和冰会反射太阳光，使得地表接收到的太阳辐射减少，进一步降低了地表温度。

综上所述，冬天的天气寒冷是由于地球轨道、太阳高度角、大气层的厚度、风向和风速以及雪和冰的反射等多种因素共同作用所致。这也是为什么我们在冬天感到寒冷的原因。