想象一下洛杉磯的黃昏：這個城市迷宮般的八車道高速公路上擠滿了數百萬輛汽車，發動機不斷向空氣中排放汙染物。那些車裡的人可能正淹沒在霧霾的海洋中，但至少他們可以透過看到地平線上燃燒的猩紅色日落來獲得安慰。
根據都市傳說，空氣汙染會增強日落的美感。汙染確實會改變日落的外觀，但它是否會朝著美麗的方向發展，這取決於個人品味以及空氣中汙染物的總量。
無論是正午的蔚藍還是黃昏的橙色光輝，天空的顏色都是陽光與空氣中的分子（主要是氮氣和氧氣）相互作用的結果，這些分子會導致光線向各個方向偏轉，這種現象稱為瑞利散射。所有波長的光都會被散射，但它們被散射的程度並不相同。根據約翰·W·S·瑞利近似散射定律，波長較短的顏色散射最多：紫羅蘭色，其次是藍色，然後是綠色，依此類推。
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白天，當太陽直射頭頂時，光線僅需穿過相對較薄的大氣層。但是，隨著太陽逐漸接近地平線，光線必須穿過越來越長的路徑，並被更多的空氣分子散射。當它到達這段旅程的終點（我們的眼睛）時，“大部分藍色光已經被散射出光束” 美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的氣象學家斯蒂芬·科菲迪解釋道。剩下的是黃色、橙色和紅色的暖色調，它們融合成黃橙色的日落。
然而，氮氣和氧氣的散射只能解釋為什麼日落可以是橙色的，或許是紅色的，而不能解釋為什麼天空會變成血紅色。“在沒有任何雜質的大氣中，你永遠不會看到一個讓正常色覺的人說‘哇，真紅！’的日落，”賓夕法尼亞州立大學氣象學榮譽退休教授克雷格·博倫說。“‘汙染’導致日落更紅，這肯定是正確的。”
美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）地球系統研究實驗室化學科學主任A. R. 拉維香卡解釋說，要獲得紅色的天空，你需要氣溶膠。氣溶膠是懸浮在空氣中的固體或液體顆粒，它們既來自自然過程，也來自人類活動。
自然氣溶膠來自森林火災、沙塵暴揚起的礦物塵埃、海霧和火山噴發等等。火山噴發曾產生過歷史上一些最壯觀的日落，它們可以將硫酸液滴注入平流層，即海拔10到35英里之間的大氣層。這些液滴可以席捲全球，無論它們走到哪裡都會描繪出絢麗的深紅色黃昏。1883年印度尼西亞喀拉喀托火山爆發後，世界各地出現了絢麗的日落，據說其中一次激發了挪威藝術家愛德華·蒙克的畫作《吶喊》。
但是，加州大學歐文分校的化學家謝爾蓋·尼茲科羅多夫說，“在大型城市中，你可以在很大程度上忽略天然氣溶膠產品”，因為人類活動產生的氣溶膠數量遠遠超過自然來源。他解釋說，人類產生的氣溶膠可以直接進入大氣，例如汽車和卡車內燃機排放的煙塵。他補充說，當氣態分子進入大氣並與其他化學物質發生反應時，也會產生氣溶膠。一個典型的例子：燃燒化石燃料會將二氧化硫氣體釋放到空氣中，然後變成硫酸氣溶膠。
尼茲科羅多夫說，懸浮在城市上空的大部分顆粒都會散射輻射，優先去除光譜調色盤中較冷的紫羅蘭色和藍色，並增強紅色。從這個意義上講，這些顆粒散射光的方式與氧氣和氮氣分子非常相似。
“只要顆粒足夠小，分子和微小顆粒的散射方式相同，”博倫說。如果顆粒與可見光的波長相比很小，它會比長波長（如紅色）更多地散射短波長（如藍色和紫羅蘭色）。許多人造氣溶膠足夠小，可以滿足這一標準，因此它們有助於洛杉磯和全球其他汙染城市出現深紅色的日落。
然而，“在某種程度上，空氣汙染非常嚴重，天空變得非常飽和，你甚至無法再清楚地看到太陽，”尼茲科羅多夫說。例如，當大量的大顆粒積聚在對流層（最靠近地面的大氣層）中時，日落會顯得明亮但蒼白。尺寸接近或大於可見光波長的氣溶膠往往會不加選擇地散射所有顏色，從而增加天空的整體亮度，但會減弱顏色對比度。
博倫說：“任何種類的顆粒，即使遠小於可見光的波長，通常也會使天空變亮，但會以犧牲色彩的純度為代價”，他指出，當存在高濃度的大氣溶膠時，這種效應更加明顯。因此，儘管氣溶膠可能會使日落變紅，但過度的汙染也會削弱整體日落體驗。事實上，如果沒有所有這些大氣中的浮塵，從白天到夜晚的過渡可能會更加柔和——也更健康。