本文从化学、光学两个方面阐述了天然气火焰发红的原因。首先介绍了燃烧产物的成分，接着解释了霓虹灯效应和温度对颜色的影响，并结合实验数据进行说明。

1、天然气的燃烧产物

天然气主要由甲烷组成，其中的碳和氢在空气中可与氧反应生成二氧化碳和水蒸气等燃烧产物。这些产物通过吸收并辐射能量使火焰发亮，同时也导致颜色变化。

另外还有一些杂质元素如钠、铁等，它们的存在也会影响火焰的颜色表现。

此外，不完全燃烧时的一氧化碳等产物会阻碍火焰的形成，可能导致火焰部分或者全部暗淡无光。

2、霓虹灯效应

当天然气燃烧时，产生的电子被激发到高能级状态， 随后重新回到低能级状态时，发射出特定波长的光线。同时，在高温条件下产生的热辐射也会对颜色起到影响。

引入钠离子等金属元素可以让火焰变得更亮，并呈现出明显的黄色；而添加一些其他杂质则可使火焰呈现出红色、蓝色或者紫色。

3、温度与颜色

除了化学成分之外，物体的温度也是决定其颜色的一个重要因素。在相同的条件下，温度越高，颜色就越深。

实验数据表明，从室温开始逐渐增加天然气燃料的流量和压力，随着温度的升高，火焰的颜色从淡黄色到橙红色再到暗红色逐渐加深。

此外，空气湿度、环境背景等因素也会对火焰的观察产生一定的影响。

4、总结归纳

综上所述，天然气火焰发红的原因既有其化学成分，又离不开温度和光学特性的影响。在实际应用中，我们可以通过调节燃气压力、添加颜料等方式来控制火焰的颜色和亮度，并适当考虑环境因素对观察效果的影响。