冬天夜晚天空呈现红色的现象是多种因素共同作用的结果，主要与光的散射和折射原理相关。以下是具体分析：
一、瑞利散射与丁达尔效应
瑞利散射 大气中的气体分子和微小颗粒对光的散射强度与波长的四次方成反比。红光波长最长（约620-760纳米），散射强度较弱，而蓝光波长较短（约400-450纳米），散射强度较强。因此，在穿过大气层时，蓝光被散射得更多，天空呈现蓝色，而红光则相对较少被散射，形成红色天空的基础原理。
丁达尔效应
当光线穿过胶体或浑浊介质时产生的散射现象。冬季夜晚地面温度低，空气密度高，形成类似光纤的效应，使得地面发出的红光等长波光更容易穿透大气层，增强地面光对天空颜色的影响。
二、其他关键因素
气温与折射率
冬季地面温度低，空气密度高，折射率降低，红光因折射率小更容易穿透大气层，而蓝光因折射率高被更多散射或吸收。
云层与污染物
下雪天： 云层低且雪花飞舞，会反射地面（如城市灯光）的暖色调光，增强红色天空效果。 污染与季风
太阳高度角
夜晚太阳接近地平线时，光线穿过更厚的大气层，红光因散射较少而更易显现，形成黄昏/黎明时的红色天空。
三、特殊场景补充
雨后初晴：
雨滴作为小颗粒，对红光散射较弱，可形成红色天空，但此现象与冬季无直接关联。
综上，冬季夜晚红色天空是光散射（瑞利散射为主）、折射率差异以及环境条件共同作用的结果。晴朗无云的夜晚，地面红光穿透大气更显著；而降雪或污染天气会增强这种效果。