# 自然地理知识点大纲（含可视化标记）

> 覆盖 **初中地理 + 高中自然地理**（人教版课标）。`🎨` 表示**适合编程可视化**的知识点；`✅` 表示**已实现 demo**（见 `edu/viz/geography/`）。

> 注：本大纲只覆盖**自然地理**部分（地球科学性质的物理过程），人文地理不包含。

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## I. 地球与地图基础

### 1. 地球的形状与大小
- 1.1 地球是球体的证据（船帆、月食、卫星照片）
- 1.2 地球大小：平均半径 6371km、赤道周长约 4 万 km、表面积约 5.1 亿 km²
- 🎨 **可视化候选**：船在海平面消失的远去动画（球面 vs 平面对比）

### 2. 地球仪与经纬网
- 2.1 地轴、北极、南极、赤道
- 2.2 经线（子午线）、纬线
- 2.3 经度（东经/西经）、纬度（北纬/南纬）
- 2.4 半球划分（南北半球以赤道分；东西半球以 20°W 和 160°E 分）
- 2.5 高中低纬度划分
- 2.6 重要纬线（赤道、回归线 23.5°、极圈 66.5°）
- 🎨 **可视化候选**：经纬网交互（拖动定位、显示经纬度）、半球切换动画

### 3. 地图三要素
- 3.1 比例尺（数字式、文字式、线段式）
- 3.2 方向（一般上北下南、指向标、经纬网）
- 3.3 图例与注记
- 🎨 **可视化候选**：比例尺缩放对比、地图方向辨认练习

### 4. 等高线与地形图
- 4.1 海拔、相对高度
- 4.2 等高线的特征
- 4.3 地形部位识别：山顶、山脊、山谷、鞍部、陡崖
- 4.4 五种主要地形：平原、高原、山地、丘陵、盆地
- 🎨 **可视化候选**：3D 地形 → 等高线投影动画、地形部位识别练习

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## II. 地球的运动

### 1. 自转
- 1.1 方向：自西向东（从北极上空看逆时针）
- 1.2 周期：1 恒星日（23h56m4s）；太阳日 24h
- 1.3 速度：角速度处处相等（15°/h），线速度赤道最大、两极为零
- 1.4 **昼夜交替**：晨昏线（终结线）的概念
- 1.5 **地方时与时区**
  - 经度差 15° = 时间差 1 小时
  - 时区划分、24 时区、北京时间（东 8 区）
  - 日界线（180°）
- 1.6 **地转偏向力（科氏力）**：北半球右偏、南半球左偏
- 🎨 **可视化候选**：
  - ✅ **自转与昼夜动画**（`01-earth-rotation.html`）
  - 时区盘交互（北京几点 → 纽约几点）
  - 地转偏向力示意（球面上射出的粒子轨迹）

### 2. 公转
- 2.1 轨道：椭圆，太阳在一个焦点；近日点 1 月初、远日点 7 月初
- 2.2 方向：自西向东；周期 1 恒星年（365.2564 日）
- 2.3 **黄赤交角 ≈ 23.5°**（核心）
- 2.4 **四季成因**：黄赤交角导致太阳直射点在南北回归线间移动
  - 春分（3/21）：直射赤道
  - 夏至（6/22）：直射北回归线
  - 秋分（9/23）：直射赤道
  - 冬至（12/22）：直射南回归线
- 2.5 **昼夜长短变化**：北半球夏季昼长、冬季昼短，赤道处终年昼夜平分
- 2.6 **正午太阳高度**：H = 90° - |当地纬度 - 直射点纬度|
- 2.7 **五带划分**：热带（南北回归线之间）、南北温带、南北寒带（极圈以内）
- 🎨 **可视化候选**：
  - ✅ **公转与四季成因**（`02-seasons.html`）
  - 昼夜长短随纬度+季节变化曲线
  - 正午太阳高度计算器（输入日期+纬度→图示太阳位置）

### 3. 月地系
- 3.1 月相变化周期：1 朔望月 ≈ 29.5 天
- 3.2 月相名称：新月（朔）→ 蛾眉月 → 上弦月 → 凸月 → 满月（望）→ 凸月 → 下弦月 → 残月 → 新月
- 3.3 日食与月食成因
  - 日食：月球在太阳和地球之间（朔）
  - 月食：地球在太阳和月球之间（望）
- 🎨 **可视化候选**：
  - ✅ **月相成因动画**（`03-moon-phases.html`）
  - 日月食几何（三球共线）

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## III. 大气

### 1. 大气分层
- 对流层（贴近地表，约 12km，天气现象在此发生）
- 平流层（含臭氧层）
- 中间层、热层、外层
- 🎨 **可视化候选**：分层剖面图

### 2. 大气受热过程（高中重点）
- 2.1 太阳辐射（短波）→ 地面吸收（地面增温）
- 2.2 地面辐射（长波）→ 大气吸收（大气增温）
- 2.3 大气逆辐射（保温作用，"棉被"效应）
- 2.4 温室气体（CO₂、水汽、甲烷）增强逆辐射
- 🎨 **可视化候选**：箭头动画（三种辐射的方向与强度）

### 3. 大气运动
- 3.1 **热力环流**（基本单元）
  - 受热处空气上升 → 高空形成高压、近地面形成低压
  - 受冷处空气下沉 → 高空形成低压、近地面形成高压
  - 高低空形成完整环流
- 3.2 海陆风、山谷风、城市热岛环流
- 3.3 **三圈环流**（赤道→极地）
  - 低纬环流（赤道低压 — 副热带高压）
  - 中纬环流（副热带高压 — 副极地低压）
  - 高纬环流（副极地低压 — 极地高压）
- 3.4 **气压带与风带**（7 带 6 风带）
- 3.5 季风：海陆热力差异 + 气压带季节移动
- 🎨 **可视化候选**：
  - 热力环流粒子动画（受热-上升-冷凝-下沉）
  - 三圈环流剖面图
  - 海陆风冬夏对比

### 4. 天气系统
- 4.1 锋面：冷锋、暖锋、准静止锋
- 4.2 气旋（低压）与反气旋（高压）
  - 气旋：北半球逆时针辐合，多阴雨
  - 反气旋：北半球顺时针辐散，多晴朗
- 4.3 台风、寒潮、梅雨
- 🎨 **可视化候选**：锋面过境天气变化动画、气旋反气旋旋转方向

### 5. 气候
- 5.1 影响气候的因素：纬度、海陆、地形、洋流、人类活动
- 5.2 世界主要气候类型与分布（11 种）：热带雨林、热带草原、热带季风、热带沙漠、亚热带季风、地中海气候、温带季风、温带海洋、温带大陆、亚寒带针叶林、寒带等
- 5.3 气候类型判读方法（雨热季节配合）
- 🎨 **可视化候选**：气候类型分布交互地图、气温-降水曲线对比

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## IV. 水

### 1. 水循环
- 1.1 三种循环：海陆间大循环、陆上内循环、海上内循环
- 1.2 主要环节：蒸发、水汽输送、凝结、降水、地表径流、下渗、地下径流
- 1.3 人类活动对水循环的影响
- 🎨 **可视化候选**：
  - ✅ **水循环动画**（`04-water-cycle.html`）

### 2. 陆地水
- 2.1 河流补给类型：雨水、季节性积雪融水、永久冰雪融水、湖泊水、地下水
- 2.2 河流水文特征：径流量、汛期、含沙量、结冰期、流速
- 2.3 湖泊、地下水、冰川
- 🎨 **可视化候选**：不同补给类型的河流年径流量曲线对比

### 3. 海洋
- 3.1 海水性质：温度、盐度、密度
- 3.2 **洋流**
  - 成因：风海流（盛行风）、密度流、补偿流
  - 分布规律：中低纬反气旋型（北顺南逆）、北半球中高纬气旋型（逆时针）
  - 寒流、暖流
- 3.3 洋流对地理环境的影响（气候、渔场、航运、污染扩散）
- 🎨 **可视化候选**：世界洋流分布交互图、寒暖流对沿岸气候影响

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## V. 地貌

### 1. 内力作用
- 1.1 板块构造学说（六大板块）
- 1.2 板块边界：消亡边界（碰撞/俯冲）、生长边界（张裂）
- 1.3 地质构造：褶皱（背斜/向斜）、断层（地垒/地堑）
- 1.4 火山、地震
- 🎨 **可视化候选**：板块运动动画（碰撞 → 山脉；张裂 → 海洋）、褶皱断层成因剖面

### 2. 外力作用
- 风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩
- 🎨 **可视化候选**：颗粒搬运分选模拟（按颗粒大小沉积顺序）

### 3. 常见地貌
- 3.1 流水地貌：峡谷（侵蚀）、冲积扇（出山口沉积）、河漫滩、三角洲（入海口沉积）
- 3.2 风成地貌：风蚀蘑菇、雅丹、沙丘
- 3.3 喀斯特地貌：石灰岩溶蚀（峰林、溶洞、石笋石钟乳）
- 3.4 冰川地貌：U 型谷、角峰、冰碛物
- 3.5 海岸地貌：海蚀崖、海蚀柱、沙滩、潟湖
- 🎨 **可视化候选**：河流不同段地貌（上中下游对比）、沙丘成因（迎风坡缓背风坡陡）

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## VI. 植被与土壤

### 1. 主要植被类型
- 森林（雨林/常绿阔叶/落叶阔叶/针叶）、草原、荒漠、苔原
- 与气候带的对应

### 2. 土壤
- 形成因素：成土母质、气候、生物、地形、时间、人类活动
- 土壤剖面：枯枝落叶层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层、母岩

### 3. 自然带
- 3.1 由赤道到两极（纬度地带性）
- 3.2 由沿海到内陆（经度地带性）
- 3.3 山地垂直地带性
- 🎨 **可视化候选**：山地垂直自然带分布（不同纬度、不同山体高度对比）

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## VII. 自然灾害

### 1. 地质灾害
- 地震、火山喷发、滑坡、泥石流
- 🎨 **可视化候选**：地震波传播（P 波 S 波速度对比）

### 2. 气象灾害
- 台风、寒潮、洪涝、干旱、霜冻
- 🎨 **可视化候选**：台风路径与等压线、寒潮南下动画

### 3. 海洋灾害
- 海啸、风暴潮、赤潮

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## VIII. 已实现的可视化清单

| # | 知识点 | demo 文件 | 讲义 |
|---|--------|------|------|
| 1 | 地球自转、晨昏线、地方时 | `edu/viz/geography/01-earth-rotation.html` | — |
| 2 | 公转与四季成因（黄赤交角） | `edu/viz/geography/02-seasons.html` | — |
| 3 | 月相成因（朔望周期） | `edu/viz/geography/03-moon-phases.html` | — |
| 4 | 水循环（海陆间大循环） | `edu/viz/geography/04-water-cycle.html` | — |
| 5 | 热力环流（冷热不均→空气流动） | `edu/viz/geography/05-thermal-circulation.html` | `lessons/05-thermal-circulation.md` |
| 6 | 三圈环流与气压带风带 | `edu/viz/geography/06-three-cells.html` | `lessons/06-three-cells.md` |
| 7 | 板块运动三种边界 | `edu/viz/geography/07-plate-tectonics.html` | `lessons/07-plate-tectonics.md` |
| 8 | 世界主要洋流（暖流 / 寒流） | `edu/viz/geography/08-ocean-currents.html` | `lessons/08-ocean-currents.md` |
| 9 | 11 种气候类型判读（气温降水图） | `edu/viz/geography/09-climate-types.html` | `lessons/09-climate-types.md` |
| 10 | 等高线 + 3D 地形对照 | `edu/viz/geography/10-contour-lines.html` | `lessons/10-contour-lines.md` |

## IX. 高中深化 demo（已实现）

| # | 知识点 | demo 文件 | 讲义 |
|---|--------|------|------|
| 11 | 大气受热过程 | `edu/viz/geography/11-atmospheric-heating.html` | `lessons/11-atmospheric-heating.md` |
| 12 | 锋面系统（冷/暖/准静止） | `edu/viz/geography/12-fronts.html` | `lessons/12-fronts.md` |
| 13 | 地转偏向力（科氏力） | `edu/viz/geography/13-coriolis.html` | `lessons/13-coriolis.md` |
| 16 | 亚洲季风成因 | `edu/viz/geography/16-monsoon.html` | `lessons/16-monsoon.md` |
| 17 | 常见地貌图鉴（6 种） | `edu/viz/geography/17-landforms.html` | `lessons/17-landforms.md` |
| 18 | 山地垂直自然带 | `edu/viz/geography/18-vertical-zones.html` | `lessons/18-vertical-zones.md` |
| 19 | 气旋与反气旋 | `edu/viz/geography/19-cyclones.html` | `lessons/19-cyclones.md` |
| 20 | 温盐环流 | `edu/viz/geography/20-thermohaline.html` | `lessons/20-thermohaline.md` |

## X. 天文与地球科学（已实现）

| # | 知识点 | demo 文件 | 讲义 |
|---|--------|------|------|
| 21 | 太阳系 + 太阳结构 | `edu/viz/geography/21-solar-system.html` | `lessons/21-solar-system.md` |
| 22 | 地球内部圈层 + 地震波 | `edu/viz/geography/22-earth-interior.html` | `lessons/22-earth-interior.md` |
| 23 | 土壤剖面（4 种对比） | `edu/viz/geography/23-soil-profile.html` | `lessons/23-soil-profile.md` |

## XI. 纯讲义（无 demo）

- `lessons/14-natural-zones.md` — 自然带与三大地带性（纬度/经度/垂直）
- `lessons/15-rivers.md` — 河流补给与水文特征
- `lessons/24-gis-rs-gps.md` — 地理信息技术（GIS/RS/GPS）