Regional methods for trend detection: assessing field significance and regional consistency

This paper describes regional methods for assessing field significance and regional consistency for trend detection in hydrological extremes. Four procedures for assessing field significance are compared on the basis of Monte Carlo simulations. Then three regional tests, based on a regional variable, on the regional average Mann-Kendall test, and a new semiparametric approach, are tested. The latter was found to be the most adequate to detect consistent changes within homogeneous hydro-climatic regions. Finally, these procedures are applied to France, using daily discharge data arising from 195 gauging stations. No generalized change was found at the national scale on the basis of the field significance assessment of at-site results. Hydro-climatic regions were then defined, and the semiparametric procedure applied. Most of the regions showed no consistent change, but three exceptions were found: in the northeast flood peaks were found to increase, in the Pyrenees high and low flows showed decreasing trends, and in the Alps, earlier snowmelt-related floods were detected, along with less severe drought and increasing runoff due to glacier melting. The trend affecting floods in the northeast was compared to changes in rainfall, using rainfall-runoff simulation. The results showed flood trends consistent with the observed rainfall. / Cet article décrit des méthodes régionales de détection de tendances dans les extrêmes hydrologiques, en s'intéressant à leur significativité et cohérence régionale. Quatre procédures d'analyse de significativité sont comparées sur la base de simulations MonteCarlo. Puis trois tests régionaux sont étudiés, basés respectivement sur une variable régionale, sur la version régionale du test de Mann-Kendall et sur une nouvelle procédure semi-paramétrique. Cette dernière apparaît comme la mieux adaptée pour détecter un changement cohérent à l'intérieur d'une région hydro-climatique. Ces procédures sont appliquées sur la France, à partir d'un jeu de 195 séries hydrométriques. Aucun changement significatif n'est détecté à l'échelle de la France. La procédure semi-paramétrique est ensuite appliquée à l'intérieur de régions hydro-climatiques homogènes. La plupart ne présentent pas de changement cohérent, à l'exception du Nord-Est de la France (augmentation des pics de crue), des Pyrénées (diminution des crues et des étiages) et des Alpes (date plus précoce de la fonte nivale, avec des étiages moins sévères et une augmentation des écoulements due à la fonte des glaciers). La tendance détectée sur les pics de crue du Nord-Est de la France est reliée à une évolution sur le régime des pluies, à partir d'un modèle pluie-débit.