束星北回国任教1931年9月回国探亲，是年与葛楚华女士结婚
时值“九一八”事变，国难当头，束星北先生投笔从戎，于1932年1月受聘于南京中央军官学校，任物理教官
1932年7月，因触犯蒋介石于离去南京中央军官学校；9月，受聘于浙江大学物理系任副教授
1933年，研究广义相对论
1935年7月，物理系全体师生因反对校长独断专行，离校；8月，束星北到上海任暨南大学教授兼数学系主任，并兼交通大学物理系教授
1936年4月，竺可桢出任浙江大学校长后，聘请原物理系全体教师、技工回校，束星北也于1936年8月回浙江大学，翌年升为教授
抗战期间，他随校到贵州遵义、湄潭
其间1944年10月-1945年9月，曾被借聘到重庆军令部技术室任技术顾问一年
1945年春，领导研制成功中国首部雷达
8月，做《原子弹理论学术报告》
1946年，随校复员回杭州，此后曾兼任齐鲁大学和之江大学教授
1952年，因院系调整，到青岛山东大学物理系任教授，并转向大气动力学研究
当年，山东大学成立海洋系，物理系气象组转入海洋系，束星北任海洋系气象研究室主任
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