એક્ઝોસ્ફિયર (exosphere) : આયનમંડળના F2 સ્તરની ઉપર અને પૃથ્વીની સપાટીથી આશરે 600થી 1,000 કિમી. ઊંચાઈ વચ્ચે સમાન તાપમાને તટસ્થ વાયુઓ ધરાવતો આવરણનો વિસ્તાર. તેમાં હવાનું ઘનત્વ એટલું બધું ઘટી જાય છે કે તેના વાયુકણોનો સરેરાશ મુક્ત-પથ (mean-free-path), તે વિસ્તારની સ્કેલઊંચાઈ H = 100 કિમી. જેટલો થઈ જાય છે. સ્તરની સ્કેલઊંચાઈ H માટેનું સૂત્ર,
H = kT/mg છે.
અહીં k = બોલ્ટ્ઝમાનનો નિયતાંક
= 1.38 × 10–23 જૂલ/ડિગ્રી કેલ્વિન
m = અણુ કે કણનું દળ, અણુભાર એકમમાં
g = પૃથ્વીનો ગુરુત્વ-પ્રવેગ
આ પરિસ્થિતિમાં અણુ/પરમાણુઓ લગભગ મુક્તપણે પરસ્પર સંઘાત (collision) વગર વિહરતા હોય છે. આ વિસ્તારમાં વાયુના કણોની ગતિ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ પ્રક્ષેપિક માર્ગે (ballistic trajectory) સદિશ વેગે થતી હોય છે. આવા કણો કાં તો ભારે વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે અથવા તો ગુરુત્વાકર્ષણની ઉપરવટ જઈને અવકાશમાં છટકી જાય. તે વખતના વેગને પલાયનવેગ (escape velocity) ve કહે છે. ve કરતાં ઓછા વેગથી, એક્ઝોસ્ફિયરની નીચેની સીમાથી ઉપરની તરફ જઈ રહેલા તટસ્થ કણ, દીર્ઘવૃત્તીય (elliptical) પ્રક્ષેપિક પથને અનુસરે છે. તેમનો ઉડ્ડયનસમય અલ્પ હોવાથી નીચલા વાયુમંડળમાં પ્રવેશતા પહેલાં તેમનું આયનીકરણ (ionisation) થતું નથી. ગ્રહની સપાટીથી અમુક ઊંચાઈ h માટે veનું મૂલ્ય 
કરતાં વધુ હોય છે. પૃથ્વીના સંદર્ભમાં તેની સપાટીથી આશરે 2,000 કિમી. ઊંચાઈએ ve = 11 કિમી./સેકન્ડ છે. કણ કે અણુનો વેગ v નક્કી કરવા માટેનું સૂત્ર 
છે. અહીં m એ કણનું કિલોગ્રામમાં દળ છે. અણુ કે કણનું તાપમાન જેમ વધુ તેમ તે વજનમાં હલકો અને તેનો વેગ વધુ. 2,000 કિમી. ઊંચાઈએ એક્ઝોસ્ફિયર સાથે અંશત: સંકળાયેલા ‘પ્રોટૉનોસ્ફિયર’માં, કેટલાક અણુઓનો વેગ તેના પલાયનવેગ ve કરતાં વધી જવાનો સંભવ છે. આની સરખામણીમાં બૃહસ્પતિ, શનિ અને નેપ્ચૂન જેવા ભારે, મોટા અને પ્રમાણમાં શીત ગ્રહો, હિલિયમ અને હાઇડ્રોજન જેવા હલકા વાયુઓને પણ તેમના ગુરુત્વાકર્ષણમાંથી છટકવા દેતા નથી. એક્ઝોસ્ફિયરમાંથી વાયુના તટસ્થ કણો સીધા જ છટકી જઈ શકે છે તેથી ત્યાંની હવાનું ઘનત્વ બધા કણોના પ્રક્ષેપિક માર્ગના પ્રતિચ્છેદ(intersection)ની સંકલિત અસર ઉપરથી નક્કી કરવામાં આવે છે. એક્ઝોસ્ફિયરની નીચેની સીમા આગળ, વાયુકણની સંખ્યાઘનતા (n) (concentration number density) નીચેના સૂત્રથી મળે છે :
n = 1/4πa2H
a = વાયુકણની અથડામણત્રિજ્યા જે લગભગ
અણુત્રિજ્યા 1.5 × 10–8 સેમી. જેટલી છે
અને H = સ્તરની સ્કેલ-ઊંચાઈ
100 કિમી. સ્કેલઊંચાઈએ n = 3.5 × 107 કણ/ઘન સેમી. છે; જે પૃથ્વીની સપાટીથી આશરે 600 કિમી. ઊંચાઈએ મળતું સંખ્યાઘનત્વ છે. માટે એક્ઝોસ્ફિયર સ્તરની નીચલી સીમા, પૃથ્વીથી 600 કિમી. ઊંચાઈએ ગણી શકાય. સૌર વિકિરણના અવશોષણને કારણે ત્યાં દિવસનું તાપમાન સમાન અને 1,500 K જેટલું હોય છે, જે ઘટીને, રાત્રે 600 K જેટલું એકસરખું જળવાઈ રહે છે. દબાણ, તાપમાન, આર્દ્રતા વગેરેના દ્રવસ્થૈતિક(hydrostatic)ના સામાન્ય નિયમો એક્ઝોસ્ફિયરને લાગુ પડતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે, તેમાંના હાઇડ્રોજન અણુઓનું વિતરણ સામાન્ય ઘાતીય નિયમ (exponential law) પ્રમાણે ન થતાં, ઊંચાઈ hના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણ 
માં થતું હોય છે. એક્ઝોસ્ફિયરની ઉપલી સીમા પ્રોટૉનોસ્ફિયર(પ્લાઝ્મા મંડળ)માં વિલીન થતી હોવાથી તે સીમાનું કોઈ ચોક્કસ મૂલ્ય નથી; જ્યારે તેની નીચેની સીમાના નીચેના વિસ્તારમાં પૃથ્વીનું થરમૉસ્ફિયર આવેલું છે, જેનો 200થી 600 કિમી. સુધીનો સૌથી ઉપરનો વિસ્તાર આયનમંડળના F પ્રદેશનો છે.
એક્ઝોસ્ફિયરમાં તટસ્થ વાયુઓ ઉપરાંત તાપમાન-પ્રેરિત ઊર્જાના કેટલાક વીજકણો (આયનો) પણ હોય છે. વિસ્તરિત કુલંબ બળોને કારણે, આ વીજકણોનો અથડામણ-આડછેદ (collisional cross-section) તટસ્થ કણોના અથડામણ-આડછેદ કરતાં ઘણો મોટો હોય છે. તેથી આયન-આયન વચ્ચે અથડામણ થવાની શક્યતા ખરી; તેને અવગણી શકાય નહીં. એક્ઝોસ્ફિયરને તટસ્થ વાયુઓ ધરાવતા વિસ્તાર તરીકે વર્ણવ્યો છે તે નીચેના બે ગુણધર્મોને અનુલક્ષીને છે : (1) નહિવત્ અથડામણ અને (2) પ્રક્ષેપિક-પથ. આ બંને ગુણધર્મો, આયનને લાગુ પડતા નથી. તેથી તારવી શકાય કે, આયોનિક એક્ઝોસ્ફિયરનું અસ્તિત્વ સંભવી શકે નહિ. (જુઓ પ્રોટૉનોસ્ફિયર.)
કાંતિલાલ મોતીલાલ કોટડિયા