Sequia
La sequía es un fenómeno natural, un periodo de tiempo durante el cual se presentan condiciones climáticas desfavorables que provocan un déficit de agua. La principal característica de dichos periodos es presentar valores de precipitaciones inferiores a los normales en el área, lo cual deriva en una insuficiencia de recursos hídricos para abastecer la demanda de la zona.
Sequía Meteorológica
La sequía meteorológica está asociada a un déficit de precipitaciones. Este déficit está dado por la disminución de los valores actuales comparados a los totales mensuales acumulados y a los totales anuales de los últimos 30 años, construyendo el Índice de Precipitaciones Estandarizado (IPE). Para ello, se utilizan los datos de las estaciones DGA (Dirección General de Aguas) y RAN (Red Agroclimática Nacional), según su disponibilidad espacial y temporal.
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Sequía Hidrológica
La sequía hidrológica está asociada a un déficit de caudales. La sequía hidrológica se ha determinado en aquellas subcuencas en que está disponible la información hidrológica para caudales medios mensuales, información obtenida de las estaciones de medición de caudal de la DGA. El déficit está dado por la disminución de los valores actuales comparados a los promedios mensuales acumulados y a los promedios anuales de los últimos 30 años (o 15, para aquellas estaciones con registro corto), construyendo el Indice de Caudales Estandarizado (ICE), intentando obtener un registro de 30 años o, en caso contrario, de al menos 15 años, recomendando su relleno a medida que se obtengan nuevos antecedentes.
Sequía Agrícola
La sequía agrícola se relaciona a la disminución de terrenos cultivados o a un menor desarrollo de los cultivos. Este fenómeno es por una parte el resultado de una sequía meteorológica y agrícola prolongada, en función de la capacidad de los diferentes cultivos a enfrentar el periodo de déficit hídrico, y, por otra, un agravante del fenómeno de sequía dado que disminuye la capacidad del suelo de retener agua. Este fenómeno es difícil de medir ya que la agricultura es actividad en constante movimiento, que incluye modificación de cultivos y mejoramiento de técnicas de riego, y que puede está influenciada por fenómenos no sólo climáticos, como la presencia de plagas, los incendios, entre otros.
Considerando dicha complejidad, se opta por definir una sequía agrícola como la disminución del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), el cual estima la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación en un área determinada, por medio de mediciones de radiación incidente y reflejada obtenidos partir de imágenes satelitales. En particular en este caso se utiliza el producto MOD13Q1, obtenidos a través del Land Processes DAAC del U. S. Geological Survey EROS Data Center (EDC), el cual tiene una resolución espacial de 250 metros y se entrega cada 16 días.
Sequía Hidrogeológica
La sequía hidrogeológica se asocia a un descenso de los niveles de las aguas subterráneas, provocada por una sobreexplotación del acuífero con respecto a los niveles de recarga.
La información base para establecer una sequía hidrogeológica son los niveles de los pozos registrados en la red de monitoreo de pozos de la DGA. Actualmente no se dispone de información lo suficientemente completa y actualizada en los registros de la DGA, lo que impide generar un que represente la sequía hidrogeológica y sea considerado en el ICS. Sin embargo, se presentan de manera puntual en los pozos con registro los niveles obtenidos, y el Índice de Niveles Estandarizado (INE), generado siguiendo el mismo procedimiento de IPE. Este índice se seguirá completando en la medida en que existan mas datos disponibles.
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Zonas de prohibición de aguas subterráneas
La declaración de zona de prohibición es un mecanismo mediante el cual la DGA protege la sustentabilidad de un acuífero. Esta declaración, a diferencia del área de restricción, se produce cuando la disponibilidad del recurso hídrico se encuentra totalmente comprometida tanto en carácter de definitivo como provisional, por lo que no es posible constituir nuevos derechos de aprovechamiento.
En particular para nuestra región, la resolución DGA N°202 del 19 de marzo de 1996 declara como zona de prohibición para nuevas explotaciones de agua subterránea el acuífero del valle de Azapa.
Área de restricción de aguas subterráneas
La declaración de área de restricción de aguas subterráneas es un instrumento utilizado por la Dirección General de Aguas para proteger Sectores Hidrogeológicos de Aprovechamiento Común (SHAC) donde exista grave riesgo de descenso en los niveles de agua con el consiguiente perjuicio a los derechos de terceros establecidos en él, o bien, cuando los informes técnicos emitidos por el Servicio demuestren que está en peligro la sustentabilidad del acuífero. Una vez emitida esta declaración, la DGA sólo podrá otorgar derechos de aprovechamiento con carácter provisional.
En particular para nuestra región, la resolución DGA N°169 del 15 de Noviembre de 2012 declara como área de restricción para nuevas extracciones de aguas subterráneas el sector hidrogeológico de aprovechamiento común denominado "Acuífero parte baja del río Lluta".
Indice Combinado de Sequía (ICS)
El índice combinado de sequía (ICS) indica si en el periodo correspondiente (mes en curso) cada subcuenca se encuentra en sequía, y, en caso afirmativo, el nivel de gravedad de esta. El valor del ICS está dado por la combinación de los valores de los siguientes índices:
- Índice de Precipitaciones Estandarizado para precipitaciones mensuales acumuladas desde diciembre del año anterior hasta el mes actual del año en curso (IPEt)
- Persistencia de Sequía Meteorológica (IPE2a), dada por dos años de sequía meteorológica continua
- Índice de Caudales Estandarizado para caudales medios mensuales acumulados desde diciembre del año anterior hasta el mes actual del año en curso (ICEt). Este índice se estima igualmente para el Lago Chungara y las Lagunas de Cotacotani, considerando las variaciones de niveles o volumen almacenado
- Persistencia de Sequía Hidrológica (ICE2a), dada por dos años de sequía hidrológica continua
- Anomalías del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (A-NDVI)
De esta forma, los eventos se clasifican según se detalla en la siguiente tabla:
| ICS | Definición | Valores Límite |
| Normal | No se presenta sequía | |
| S°1 | Sequía Meteorológica | IPEt < -0,84 |
| S°2 | Sequía Meteorológica Agravada | IPEt < -0,84 + (IPEt < -1,28 o IPE2a < -0,84) |
| S°3 | Sequía Hidrológica | IPEt < -0,84 + ICEt < -0,84 |
| S°4 | Sequía Hidrológica Agravada | IPEt < -0,84 + ICEt < -0,84 + (ICEt < -1,28 o ICE2a < -0,84) |
| S°5 | Sequía Agricola | IPEt < -0,84 + ICEt < -0,84 + A-NDVI < -1,0 |
Indice de Precipitaciones Estandarizado (IPE)
El Índice de Precipitación Estandarizado representa la cantidad de desviaciones típicas en que la precipitación registrada se aleja del promedio, para un periodo de tiempo determinado. Entre sus ventajas se encuentran ser utilizable para diferentes periodos de tiempo y poder ser utilizado en climas secos y húmedos.
La aplicación de este índice en el Observatorio de sequía considera dos horizontes temporales. En primer lugar se estima a nivel mensual, considerando precipitaciones acumuladas hasta dicho mes tomando el mes de diciembre como el inicio de año. Lo anterior se decidió para hacerlo coincidir con la temporada de lluvias en la zona, que va generalmente desde diciembre a marzo. En segundo lugar se estima el índice a nivel anual, de manera de poder determinar el número de años secos o muy secos precedentes al periodo actual.
Matemáticamente, el IPE corresponde a una transformación (normalización y estandarización) de la variable de precipitación y mayores antecedentes de su cálculo pueden encontrarse en el documento Propuesta de modificación de la Resolución (DGA) N°39 de 1984, Criterios para calificar épocas de sequía que revistan el carácter de extraordinaria, art. 314 del Código de Aguas (DICTUC, 2009) .
Los rangos y su calificación son los considerados en la siguiente tabla:
| Rangos de IPE | Periodo de Retorno (años) | Definición |
| ≤ -2,05 | 50 | Extremadamente Seco |
| -2,05 a -1,28 | 13 | Muy Seco |
| -1,28 a -0,84 | 10 | Seco |
| -0,84 a 0,84 | 2 | Normal |
| 0,84 a 1,28 | 10 | Húmedo |
| 1,28 a 2,05 | 13 | Muy Húmedo |
| ≥2,05 | 50 | Extremadamente Húmedo |
El periodo de retorno corresponde al tiempo promedio en el cual ocurrirá un evento de igual o mayor magnitud que el umbral determinado. Por ejemplo en el caso del IPE se espera un valor inferior a -2,05, vale decir, un periodo extremadamente seco, en promedio una vez cada 50 años.
Indice de Caudales Estandarizado (ICE)
El Índice de Caudales Estandarizado representa la cantidad de desviaciones típicas en que el caudal registrado se aleja del promedio, para un periodo de tiempo determinado. Entre sus ventajas se encuentran ser utilizable para diferentes periodos de tiempo y poder ser utilizado en climas secos y húmedos.
La aplicación de este índice en el Observatorio de sequía considera dos horizontes temporales. En primer lugar se estima a nivel mensual, considerando caudales medios hasta dicho mes tomando el mes de diciembre como el inicio de año. Lo anterior se decidió para hacerlo coincidir con la temporada de lluvias en la zona, que va generalmente desde diciembre a marzo. En segundo lugar se estima el índice a nivel anual, considerando caudales medios anuales, de manera de poder determinar el número de años secos o muy secos precedentes al periodo actual.
El ICE se estima sólo que aquellas subcuencas que presentan algún tipo de control fluviométrico.
Matemáticamente, el ICE corresponde a una transformación (normalización y estandarización) de la variable de precipitación y mayores antecedentes de su cálculo pueden encontrarse en el documento Propuesta de modificación de la Resolución (DGA) N°39 de 1984, Criterios para calificar épocas de sequía que revistan el carácter de extraordinaria, art. 314 del Código de Aguas (DICTUC, 2009) .
Los rangos y su calificación son los considerados en la siguiente tabla:
| Rangos de ICE | Periodo de Retorno (años) | Definición |
| ≤ -2,05 | 50 | Extremadamente Seco |
| -2,05 a -1,28 | 13 | Muy Seco |
| -1,28 a -0,84 | 10 | Seco |
| -0,84 a 0,84 | 2 | Normal |
| 0,84 a 1,28 | 10 | Húmedo |
| 1,28 a 2,05 | 13 | Muy Húmedo |
| ≥2,05 | 50 | Extremadamente Húmedo |
El periodo de retorno corresponde al tiempo promedio en el cual ocurrirá un evento de igual o mayor magnitud que el umbral determinado. Por ejemplo en el caso del ICE se espera un valor inferior a -2,05, vale decir, un periodo extremadamente seco, en promedio una vez cada 50 años.
Anomalía de NDVI (a-NDVI)
El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), es un índice de vegetación que se utiliza para estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación de acuerdo a los valores de la intensidad de la radiación de ciertas bandas del espectro electromagnético que la vegetación emite o refleja.
Para el cálculo de los índices de vegetación es necesaria la información que se encuentra en las bandas roja e infrarroja de ese espectro electromagnético. Ambas bandas se encuentran en el producto MOD13Q1. El cálculo del NDVI, también incluido como una banda en el producto MODIS, se hace calcula mediante la dicisión de la diferencia entre la reflectancia de las del infrarrojo cercano y del visible – rojo por la suma de estas dos bandas de reflectancia.
La anomalía de NDVI se determina en cada subcuenta utilizando la información de imágenes satelitales, disponibles desde el año 2000. El valor de la anomalía queda dado por la diferencia entre la valor NDVI actual y el promedio de un periodo de tiempo en especial, dividido por la desviación estándar correspondiente.
La clasificación de los valores obtenidos se indica a continuación:
| Rangos de a-NDVI | Definición |
| ≤ -2,0 | Extremadamente Seco |
| -2,0 a -1,0 | Seco |
| -1,0 a 1,0 | Normal |
| 1,0 a 2,0 | Húmedo |
| ≥2,0 | Extremadamente Húmedo |
Anomalía de Temperatura
La anomalía de temperatura se estima de manera análoga a la Anomalía de NDVI. La imagen satelital MOD11A2 entrega información de temperatura de la superficie de la tierra cada 8 días y con una resolución aproximada de 1 km. Las bandas de esta imagen corresponden a la temperatura media de la superficie de la tierra durante el día y durante la noche, a elementos de control de la calidad de la información y al promedio de horas del día, entre otros.
Para estimar la anomalía de temperatura se utiliza la banda LST_Day_1km, que entrega valores de temperatura de la superficie de la tierra durante el día. Se utilizaron el total de imágenes disponibles desde el 2000 y se estimaron los parámetros estadísticos (media y desviación estándar) a nivel mensual (con 3 o 4 imágenes para cada mes en cada año). El valor de la anomalía queda dado por la diferencia entre la valor Temperatura de la superficie de la tierra del periodo actual y el promedio del mes correspondiente, dividido por la desviación en dicho mes.
La clasificación de los valores obtenidos se indica a continuación:
| Rangos de a-Temperatura | Definición |
| ≤ -2,0 | Extremadamente Frío |
| -2,0 a -1,0 | Frío |
| -1,0 a 1,0 | Normal |
| 1,0 a 2,0 | Cálido |
| ≥2,0 | Extremadamente Cálido |