Polars replace_time_zone函数报“时区中无该时间”错误的咨询

问题背景 #

测试数据代码：

import polars as pl
import pandas as pd
from datetime import date, time, datetime

df = pl.DataFrame(
    pl.datetime_range(
        start=date(2022, 1, 3),
        end=date(2022, 9, 30),
        interval="5m",
        time_unit="ns",
        time_zone="UTC",
        eager=True
    ).alias("UTC")
)

使用convert_time_zone可正常转换时区（底层时间戳不变，仅转换时区显示）：

df.select(
    pl.col("UTC").dt.convert_time_zone(time_zone="America/New_York").alias("US")
)

输出结果：

shape: (77_761, 1)
┌────────────────────────────────┐
│ US                             │
│ ---                            │
│ datetime[ns, America/New_York] │
╞════════════════════════════════╡
│ 2022-01-02 19:00:00 EST        │
│ 2022-01-02 19:05:00 EST        │
│ 2022-01-02 19:10:00 EST        │
│ 2022-01-02 19:15:00 EST        │
│ 2022-01-02 19:20:00 EST        │
│ …                              │
│ 2022-09-29 19:40:00 EDT        │
│ 2022-09-29 19:45:00 EDT        │
│ 2022-09-29 19:50:00 EDT        │
│ 2022-09-29 19:55:00 EDT        │
│ 2022-09-29 20:00:00 EDT        │
└────────────────────────────────┘

但使用replace_time_zone时触发错误：

df.select(
   pl.col("UTC").dt.replace_time_zone(time_zone="America/New_York").alias("US")
)

错误信息：

ComputeError: datetime '2022-03-13 02:00:00' is non-existent in time zone 'America/New_York'. 
You may be able to use `non_existent='null'` to return `null` in this case.

错误原因 #

replace_time_zone的作用是直接给现有时间戳替换时区标签，不修改底层时间戳数值。而2022年3月13日纽约时区进入夏令时，凌晨2:00到2:59的时间被跳过（直接从1:59 EST跳到3:00 EDT），原UTC时间对应的纽约本地时间正好落在这个不存在的区间，因此触发冲突报错。

解决方案 #

通过replace_time_zone的non_existent参数指定不存在时间的处理方式：

1. 将不存在的时间设为Null #

df.select(
    pl.col("UTC").dt.replace_time_zone(time_zone="America/New_York", non_existent="null").alias("US")
)

效果：所有对应纽约时区不存在的时间点会被替换为null。

2. 向前偏移到下一个存在的时间 #

df.select(
    pl.col("UTC").dt.replace_time_zone(time_zone="America/New_York", non_existent="shift-forward").alias("US")
)

效果：不存在的时间点会被自动偏移到夏令时切换后的第一个有效时间（比如原02:00会变成03:00）。

3. 向后偏移到上一个存在的时间 #

df.select(
    pl.col("UTC").dt.replace_time_zone(time_zone="America/New_York", non_existent="shift-backward").alias("US")
)

效果：不存在的时间点会被自动偏移到夏令时切换前的最后一个有效时间（比如原02:00会变成01:55）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者stucash