Sammen med matematikeren Cato Guldberg publiserte han i 1880 avhandlingen , det vil si «Om bevegelser i atmosfæren», en matematisk modell for sykloner (stormsentra), der de beskrev den geostrofiske balansen mellom lufttrykk, corioliskraft og friksjon i vindfeltet. For første gang ble det forsøkt å behandle meteorologiske fenomener kvantitativt ut fra mekaniske og fysiske lover.