数九从冬至那天开始计算。我国民间将冬至后的81天划分为9个阶段，每个阶段为9天，称为“冬九九”，即所说的数九寒天。其中，冬至后的第19天至27天被称为“三升神九”。
三九天是人们感觉最寒冷的时段。三九天的计算比较简单，每年的冬至节这天，就开始进入“数九”。熟悉了中国传统的节气口诀，就能了解寒暑时间表。这个口诀是：“一九二九，怀中插手；三九四九，冻死猪狗；五九六九，沿河看柳；七九鸭子八九雁；七九六十三，行人把衣单；九九八十一，耕田老汉田中立。”
这意味着，由于地球积累前端时间的冷热能量，冬至之后还有40天的最冷天气。冬至之后的18天，会感到寒冷；冬至之后的18天至36天的这18天，是一年中最冷的时期，可以冻死猪狗；而一旦进入冬至之后的36天至54天的这18天，沿河的柳树就发新芽了，气候开始转暖；冬至之后的54天至70天的这18天，人们就要脱下冬衣了；冬至之后的70天，就要准备春耕了，天气就彻底暖和了。
在古代，尤其是北方地区的汉族劳动人民，由于御寒保暖条件较差，寒冬被视为威胁与惩罚，对天寒地冻产生恐惧感，直接影响人民情绪，甚至会觉得冬季漫长而无聊。为了挨过漫长冬季，汉族人民发明了“数九”的方法来消遣，打发时间，缓解寒冬带来的心理危机。当时，围着家眷数九也被视为逍遥自在的境界。而且，九是“至阳”之数，也称老阳，九又是至大之数，“至阳之数”的积累意味着阴气的日益消减，累至九次已到了头，意味着寒去暖来，“春已深矣”了。
数九中最冷的时候是三九。民间有俗语：“数九寒天，冷在三九”。三九是指冬至后的第三个“九天”，即冬至后的第十九天至第二十七天。《燕京岁时记》中说：“冬至三九则冰坚。”这意味着从三九起就进入了数九寒天中最冷的阶段。因此，冬天的时候三九四九这个阶段是最冷的，此时也正好接近二十四节气中的大寒。每年1月20日前后为大寒，大寒是天气寒冷到极点的意思。
从冬至之日起，中国即进入了数九寒天。天文专家介绍说，“九九”是我国北方特别是黄河中下游地区更为适用的一种杂节气。它从冬至那一天开始算起，进入“数九”，俗称“交九”，以后每九天为一个单位，谓之“九”，过了九个“九”，刚好八十一天，即为“出九”，那时就春暖花开了。
由于“三九”这九天均在小寒节气到大寒节气之间，一般是气候最冷的时候，所以称为“冷在三九”。实际上，也常有最冷在四九、五九之间的情况。人们也编了不同版本的“九九歌”来描述数九期间天气的变化，有一首“九九歌”是这样说的：“一九二九不出手，三九四九冰上走，五九和六九，河边看杨柳，七九河冻开，八九燕子来，九九加一九，耕牛遍地走”。
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