З травня 1938 року — науковий співробітник Головпівнморшляху, займався обробкою матеріалів дрейфуючої станції. З квітня 1939 року — директор Арктичного науково-дослідницького інституту. З листопада 1939 року — начальник Головного управління (ГУ) Гідрометеорологічної служби СРСР.
З початком німецько-радянської війни в липні 1941 року призваний до лав РСЧА. З липня 1941 по травень 1945 року — начальник ГУ Гідрометеорологічної служби РСЧА, генерал-лейтенант інженерно-технічної служби (з 02.11.1944). Працівники ГУ забезпечували метеорологічними даними Радянську армію, авіацію, флот і морські перевезення.
Після закінчення війни продовжував очолювати ГУ Гідрометеорологічної служби СРСР. 22 серпня 1947 року за надуманим звинуваченням усунутий з посади, позбавлений військового звання і відданий «суду честі».
З жовтня 1947 року — завідувач лабораторією атмосферної електрики, з червня 1949 року — заступник директора з наукової частини Геофізичного інституту АН СРСР. Одночасно, з 1952 по 1955 роки, очолював Геофізичну комплексну експедицію до Приельбрусся.
З березня 1955 року — директор відділення прикладної геофізики Геофізичного інституту АН СРСР. З березня 1956 по жовтень 1962 року — директор Інституту прикладної геофізики АН СРСР. Одночасно у 1959–1962 роках був головним вченим секретарем Президії АН СРСР. З жовтня 1962 року — начальник ГУ Гідрометеорологічної служби СРСР, а з квітня 1974 року — знову директор Інституту прикладної геофізики АН СРСР.
Вів значну й активну громадську роботу: у 1963–1971 роках віце-президент Всесвітньої метеорологічної організації. Активно займався проблемами наслідків зміни клімату, вивченням впливу людини на атмосферні процеси. У 1965–1979 роках — заступник голови, з 1979 по 1981 рік — голова Радянського комітету захисту миру. У 1970–1976 роках — член Президії, а з 1977 року — віце-президент Всесвітньої Ради Миру.
Сталінська премія 2-го ступеня (1946) — за дослідження в галузі метеорології, результати яких викладені в 2-у томі праць дрейфуючої полярної станції «Північний полюс-1».
Державна премія СРСР (1969) — за розробку методу впливу на градові процеси з допомогою внесення в градові хмари спеціальних реагентів ракетами.