La zona desértica se extiende desde el límite con Perú hasta un poco al norte de Vallenar y desde la costa hasta los 2500 metros de altitud. En grandes extensiones es un desierto absoluto. Sólo en las quebradas profundas se desarrolla vegetación, lo que genera un ambiente vacío y poco agradable a la vista. Se caracteriza por la escasez de recursos hídricos predominante en la zona, y particularmente en el desierto de Atacama que es el más seco del mundo. La temperatura es muy elevada en el día, pudiendo llegar hasta 40° C y muy baja en la noche, hasta varios grados bajo cero.
El desierto cubre gran parte de las provincias de Tarapacá y Antofagasta . El clima se caracteriza por escasez de precipitaciones y por el violento contraste entre la temperatura diurna, bastante elevada y la temperatura nocturna , muy baja. Debido a la aridez del terreno y a la sequedad del clima, el desierto verdadero carece de vegetación , y por lo tanto, no puede constituir ecosistemas autosuficientes. No obstante, la presencia localizada de neblinas mojadoras "camanchacas" permiten el desarrollo de ciertas hierbas, algunas cactáceas y otros arbustos espinosos, que como los tamarugo (Prosopis tamarugo) hacen posible el establecimiento de pequeñas comunidades bióticas
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