1918年,竺可桢以优异的成绩顺利完成学业,获得了哈佛大学气象学博士学位。归心似箭的他拒绝了美国多所高校的邀请,满心希望地踏上了归国的轮船。他憧憬着用自己的所学报效祖国,期盼着早日实现“科学救国”的理想。然而,他在美国留学的这些年,正是中国军阀割据、内战频繁的时期,整个国家在战乱中满目疮痍。
摆在竺可桢眼前的现实是残酷的。当时的中国仅香港和上海徐家汇有两座用于观测气候变化的测候所,却均由外国人控制,竺可桢很痛心,在他看来“夫制气象图,乃一国政府之事,而劳外国教会之代谋亦大可耻也。”而唯一由中国人自己管理的中央观象台却是一片衰败之象。即便这样,中央观象台还将竺可桢这样有着渊博知识的气象学家拒之门外。残酷的现实无情地打击着竺可桢,无奈的他只好选择去大学任教。
在南京高等师范学校任教期间,竺可桢建立了中国第一个地学系,在校园内那颗六朝古松下他建立了自己的气象站,无论是严寒酷暑还是刮风下雨,他都和学生一起准时观测,详细记载每个天气要素,毫无疏漏。当时的中国还有一个人也同样认识到了气象的重要性,他就是蔡元培。1927年蔡元培创办中央研究院,便邀请竺可桢筹建中央研究院气象研究所并担任所长,这也成为落后的中国气象科学一次重要的转机。
竺可桢对筹建气象研究所倾注了极大的热情,经过反复的考察和斟酌,他把研究所定在了南京城中的北极阁。那时的北极阁是一片荒山,竺可桢便带头和同事们坚持年年种树,到抗战前,已种了10万颗树。为把这里建成现代气象研究基地,竺可桢建楼修路,甚至接自来水这样的事,都亲力亲为。今天北极阁内那条黄沙马路,那一砖一瓦,一草一树,无不见证着竺可桢在创建气象研究所的道路上呕心沥血的付出。
1930年元旦,中央气象研究所正式绘制东亚天气图,并发布天气预报和台风预报,这是中国人对自己的国土和海域,独立自主预报天气的开端。