成因
在曙暮光时间内，阳光斜穿过大气层，并且在低层大气中有很长的光程，由于大气中空气分子、水汽、尘埃微粒对光的散射和吸收，使阳光受到很大衰减，各种不同颜色光衰减情况又不相同，因此，通过气层后的阳光已经显示出不同的颜色，这些光再经过大气中散射粒子的散射，才能到达人的眼睛。这就进一步增加了天空色彩的复杂性。大气中成份与状态都在不断地变化，形成了变化万千的美丽彩霞。
霞光颜色
当阳光穿过大气层时，波长较短的紫光散射衰减较多，透射后剩余的日光中颜色偏于波长较长的红光，因此，我们在太阳高度角很低的日出、日落时，看到的太阳光盘是橙红色的，这种偏于红色的阳光再通过天空中散射粒子散射后仍然是波长较长的光居多，因此，霞光大多偏于红、橙、黄等色彩。而且越接近地平线，霞的色彩越偏于红色。在接近天顶方向，阳光穿过低层大气较少，波长较短的光衰减相对少些，剩余阳光中仍有一些蓝绿色光，因而有时能看到蓝绿色霞光。有时，高层大气散射的蓝光与低层大气散射的红光重叠进入人的眼睛，就会看到显示紫色的天空。一般来讲，在日出日落方向上，从地面向天顶，霞的色彩排列是接近地面为红色，渐次变为橙、黄、绿、蓝各种颜色。
当大气中湿度较大时，或在系统性云系移近时，空中会悬浮着很多较大的水滴，这些不同大小的水滴对各种颜色光有不同的散射作用。例如，半径比光波波长小的水滴主要散射蓝色光；而半径在0．5微米至1微米区间的水滴主要散射红色光。因而有时在近地面天空形成紫红、褐红的颜色。大气中水汽含量越多，霞的色彩就越鲜艳。
大气中气溶胶粒子对霞光也有重要的影响，当粒子较大时，各射光色彩将变得复杂，同时会受到较大衰减。当粒子很大时（比光的波长大很多时，如5微米以上），各色光就具有相同的散射能力，散射光仍是白色的。这时，霞光将显得很弱，呈现出淡黄、淡红和灰的颜色，大气中尘埃含量越多，霞的亮度越弱。
天空中的云可以把霞光反射到地面，从而显出给白云染上霞光的美丽景象。
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