Med assistentene Halvor Solberg og sønnen Jakob etablerte han derfra et nettverk av værobservasjonsstasjoner i skjærgården, og sammen utviklet de en teori om polarfronter. Frontbegrepet var inspirert av de samtidige krigshandlingene. Lavtrykkene som ble observert, forklarte Bjerknes som bølger langs soner med skarpe temperaturskiller.