日出時天空中常常會出現美麗的紅霞，這是因為太陽光在透過大氣層時被散射和折射的結果。下面是一些可能導致紅霞出現的原因：

1. 大氣層中的顆粒物質：大氣中存在著各種微小的顆粒物質，如塵埃、煙霧、水蒸氣等。當太陽光透過這些物質時，光的波長會被散射，其中較短的波長（如藍色和紫色）會被更強烈地散射，而較長的波長（如紅色和橙色）則相對較少散射，在我們的視線中更為明顯，就形成了紅霞。

2. 大氣層的折射作用：日出時太陽的位置較低，光線需要穿過較厚的大氣層。在光線在大氣層中傳播過程中，會發生多次折射，使得光線的路徑變得彎曲。這種折射現象被稱為大氣折射。在低角度的太陽光照射下，折射會導致光線更多地經過大氣層的底層，而非頂層，這樣更多的光線會與大氣層中的顆粒物質相互作用，形成紅霞現象。

3. 天空的色散效應：色散是指光在介質中傳播時波長髮生變化的現象。當光線經過大氣層時，不同波長的光具有不同的折射率，這會導致光線的波長分離。在低角度的太陽光照射下，光線經過較長路徑，較長波長的紅色光會相對較少地被散射和偏離，因此在我們的視線中看到更多紅色成分，形成紅霞景觀。

總的來說，紅霞的出現是由太陽光經過大氣層時的散射、折射和色散效應共同作用的結果。這些因素使我們在日出時能欣賞到迷人的紅霞景色。