短周期の地球磁場変動を観測するため、東北大学金属材料研究所で発見された高誘導磁率合金センダストを磁芯に用いた誘導型磁力計（フラックスゲート磁力計）を開発、地磁気3成分の微細変動を長期間広範囲にわたって観測し、正弦波形定常脈動を各周波数ごとにPc1からPc5までの5つに分類した。これらの分類は世界標準として現在も使用されている。また磁気嵐初動に伴うPi脈動、Pi2脈動を発見したが、ソルボンヌ大学Grenett教授によりアルジェリアのタマンラッセで観測されたPi2と、地球のほぼ反対側の宮城県女川地磁気観測所で観測されたPi2が同時に同位相であることから、この地磁気脈動が汎世界的現象であることを明らかにした。
- 日蝕時の観測により地球磁場の日蝕効果を明らかにしている。
- 地磁気変動中の地球内部電磁感応成分の「東北日本異常」の存在を発見した。
- 航空磁力計を開発し日本各地の航空磁気探査を行い、地質構造と地球磁気異常分布の関係の研究に寄与した。
- 地球磁場を基準として、磁力計をロケットなどの飛翔体の姿勢計として利用する方式の実用化に成功した。
