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。他满怀希望地踏上了归国的轮船，希望用自己的所学报效祖国。然而，此时正是中国军阀割据时期，整个国家满目疮痍，甚至连属于自己的观测站都没有。那些用于观测气候变化的测候所，均被外国人控制。这让竺可桢异常痛心，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。”
为此，竺可桢为开创中国的气象事业倾注了大量心血。1927年，蔡元培创办中央研究院，邀请竺可桢筹建中央研究院气象研究所并担任所长，这是旧中国气象科学一次重要的转机。同年，竺可桢在南京北极阁建立中国近现代第一个国家气象台——北极阁气象台。后来，这里涌现出赵九章、叶笃正、陶诗言等一批气象科学家。
在竺可桢担任所长的16年期间，他为我国近现代气象事业做了大量奠基性的工作：他在全国范围内广泛设立测候所，在峨眉山、泰山顶部甚至西藏拉萨都开展了气象观测。同时，气象研究所自办或合办28个测候所，协助地方兴办测候所50多个，加上接管北洋军阀时期北京、青岛的观象台，形成了我国气象观测网的雏形。
1930年元旦，中央气象研究所绘制了东亚天气图，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。
根据植物的分布变化分析古代气候
竺可桢一生著有很多关于气候的文章，《中国近五千年来气候变迁的初步研究》是他的代表作之一。在中国的历史文件中，除官方史书记载外，还有一些地区的地理志(方志)、个人日记等书籍上都有气象和物候(一年中植物和动物的变化过程)的记载，可惜它们都非常分散。
竺可桢的这篇文章，就是通过对史书上记载的关于气象和物候的材料进行分析，再加上专业的分析，把中国近五千年来气候变化的主要趋势做了简要的概况。文章不仅有气候方面的专业分析，还有大量的文史材料，由此可以看出作为科学家的竺可桢在国学上的深厚基础。
竺可桢举例分析，如今多生长于南方的竹，在周朝初期，曾广泛生长于黄河流域。因为周朝时期，官方文件先铭于青铜，后写于竹简。当时的文字中如衣服、帽子、器皿、家具以及乐器等名称，都以“竹”为头，表示这些东西最初都是用竹子做成的，也说明当时竹子大量存在。到了汉武帝时期，关中地区还有大量的竹子。《史记·货殖列传》曾有描述：“蜀汉江陵千树橘……陈夏千亩漆；齐鲁千亩桑麻；渭川千亩竹。”而到了东汉，我国天气便趋于寒冷，出现了几次严冬。《三国志·魏书·文帝纪》曾记载，黄初六年(公元225年)，“是岁大寒，水道冰，舟不得入江，乃引还。”竺可桢由此分析道，这是第一次有记载的淮河结冰，此后，竹子渐渐在北方不见了踪影。
梅花是开花最早的植物，有着花中“魁首”的称谓。竺可桢在文章中指出，周朝中期，黄河流域下游梅花是无处不有的，《诗经》中就有五次提过梅。如《秦风》中有“终南何有？有条有梅”的诗句。终南就是指终南山，它位于西安之南，现在无论野生的或栽培的，都无梅树。
