दक्षिणध्रुवीय महासागर, जिसे दक्षिणी महासागर या अंटार्कटिक महासागर भी कहा जाता है, विश्व के सबसे दक्षिण में स्थित एक महासागर है। इसका विस्तार 60° दक्षिण अक्षांश से दक्षिण में है और यह संपूर्ण अंटार्कटिका महाद्वीप को घेरे हुये है (उत्तर दिशा से)। यह पाँच विशाल महासागरों मे से चौथा सबसे बड़ा महासागर है। इस महासागरीय क्षेत्र में उत्तर की ओर बहने वाला ठंडा अंटार्कटिक जल, गर्म उप-अंटार्कटिक जल से मिलता है।
भूगोलविज्ञानियों में दक्षिणध्रुवीय महासागर की उत्तरी सीमा को लेकर मतभेद हैं यहाँ तक कि कुछ तो इसके अस्तित्व को ही नकारते हैं और इसे दक्षिणी प्रशांत महासागर, दक्षिणी अटलांटिक महासागर या हिन्द महासागर का दक्षिणी हिस्सा मानते हैं। कुछ भूगोलविज्ञानी अंटार्कटिक सम्मिलन को वह महासागरीय क्षेत्र मानते हैं जिसकी उत्तरी सीमा जो इसे अन्य महासागरों से पृथक करती हैं, 60वीं अक्षांश नहीं है, अपितु यह मौसमानुसार बदलती रहती हैं।
अंतरराष्ट्रीय जल सर्वेक्षण संगठन ने अभी तक 60° दक्षिणी अक्षांश के दक्षिण में उपस्थित महासागरों से संबंधित अपनी 2000 परिभाषा की पुष्टि नहीं की है। इसकी सबसे ताजातरीन 1953 की महासागर परिभाषा में दक्षिणध्रुवीय महासागर का उल्लेख नहीं है। ऑस्ट्रेलिया के मतानुसार, दक्षिणध्रुवीय महासागर ऑस्ट्रेलिया के दक्षिणी सिरे के ठीक नीचे से शुरु हो जाता है।
हार्न अंतरीप के पास अंटार्कटिक महासागर की गहराई ९०० किमी है तो अफ्रीका के दक्षिण स्थित अमुलहस अंतरीप के समीप ३६०० किमी।
अंटार्कटिक महासागर में अनेक प्लावी हिमशैल (आइसबर्ग) तैरते रहते हैं। कुछ हिमशैल तैरते-तैरते समीपस्थ अन्य महासागरों में भी चले जाते हैं। समुद्री खोजकर्ताओं ने इस सागर में एकाधिक ऐसे प्लावी हिमशैल भी देखे हैं जिनका क्षेत्रफल एक सौ वर्गमील से अधिक था। इनमें से कुछ हिमशैलों की मोटाई एक हजार फीट से भी अधिक थी। अंटार्कटिक महासागर के जल का, सतह पर, औसत तापमान २९.८° फारनहाइट रहता है और तल पर यह तापमान ३२° से ३५° फारनहाइट तक होता है।
दक्षिण अमरीका तक पहुँचते-पहुँचते इस सागर की मुख्य धारा दो भागों में विभक्त हो जाती है। एक धारा अमरीका महाद्वीप के पूर्वी तट के साथ-साथ उत्तर की ओर चली जाती है तो दूसरी पूरब की ओर हार्न अंतरीप से आगे बढ़ जाती है।
इस क्षेत्र में छोटे-छोटे पौधे, पक्षी तथा अन्य जीव-जंतु पाए जाते हैं। ह्वेल मछली के शिकार के लिए भी यह महासागर महत्वपूर्ण माना जाता है और यहाँ से ह्वेल का काफी व्यापार होता है।
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