Las hojas giratorias de los árboles de hoja caduca son un signo positivo del otoño y sus noches más largas y frescas. Rojos vibrantes, amarillos y naranjas componen el esquema de colores del otoño, y todos son parte de la naturaleza cíclica de las estaciones. Las hojas de los árboles, arbustos y plantas cambian de color cuando comienzan el proceso de inactividad durante el invierno.
Las hojas son las partes de plantas y árboles que hacen la comida necesaria para mantener la vida. Los árboles usan la luz solar, el agua y el dióxido de carbono del aire para producir energía. El dióxido de carbono y el agua se convierten en glucosa, que es un tipo de azúcar. La glucosa se usa como energía para que el árbol viva y crezca. Todo este proceso se llama fotosíntesis. Las hojas son verdes porque contienen el químico clorofila, que facilita la fotosíntesis.
Una vez que los días y las noches comienzan a enfriarse y las noches se alargan, los árboles sienten que el otoño y el invierno se acercan. En la preparación de los árboles para dormirse, se corta la circulación hacia las hojas, que ya no son necesarias para producir alimentos. Debido a las noches más largas y la luz solar reducida, la producción de clorofila se reduce, lo que significa que el verde eventualmente desaparecerá de las hojas. Algunos de los pigmentos responsables de causar los colores vibrantes en las hojas, como los carotenoides, ya están presentes en las hojas, pero están oscurecidos por la clorofila verde. Los carotenoides son responsables de los amarillos, naranjas y marrones.
Los pigmentos que causan rojos brillantes, rojizos y púrpuras se llaman antocianinas. Estos se producen en las hojas de algunas especies en el otoño debido a las cantidades excesivas de glucosa en las hojas, junto con la luz brillante de la caída. Esta es la razón por la cual ciertas especies de árboles producen hojas de color rojo brillante en comparación con otras que resultan amarillas u doradas.
Los arces son conocidos por su gama de paletas de otoño. Las diferentes variedades de arce se vuelven rojas, púrpuras, amarillas o casi incoloras en otoño. Los robles tienden a producir marrones y rojos debido al desperdicio en sus hojas. Los nogales tienen hojas de color marrón dorado, y los álamos y álamos se vuelven amarillos. Los cornejos producen hojas de color púrpura rojizo, mientras que los agrios y los tupelos negros producen hojas de color rojo carmesí brillante. Los olmos pueden ser un poco decepcionantes, ya que sus hojas generalmente se vuelven marrones y se caen sin un gran espectáculo.
Diferentes especies giran en diferentes momentos. Los árboles en la región oriental de los Estados Unidos tienden a girar más temprano, en septiembre, al igual que los de las Montañas Rocosas centrales. A fines de noviembre, los árboles en las Montañas Humeantes, Adirondacks y Apalaches tendrán las hojas de otoño. En el oeste, los árboles en las regiones montañosas tienden a convertirse en los últimos.
Varios factores tienen un impacto en los colores del otoño, lo que hace que algunos años sean mejores o peores para ver que otros. Los mejores colores de otoño se deben a una primavera más cálida y lluviosa, un buen clima durante el verano y días de otoño más cálidos y soleados y noches frescas. Un espectáculo de otoño más decepcionante puede deberse a una primavera posterior, una sequía durante el verano y un hechizo más cálido durante el otoño.