В следующем, 1880 году из-под пера Александра Ивановича вышли работы: «О распределении дождей на земном шаре по полосам и временам года», «Облачность в России по наблюдениям 1870 — 1879 годов» и свыше десяти статей, опубликованных в русских и заграничных журналах. В 1880 году он сделал в Русском физико-химическом обществе доклад «Об осадках на земном шаре по полосам и временам года».

Этот доклад произвел на ученых, присутствовавших на заседании, большое впечатление. В мировой литературе были лишь отдельные, очень несовершенные попытки американского метеоролога Мюри и французского географа Реклю дать распределение осадков по временам года. Но, как доказал Воейков, эти попытки были построены на неправильных теоретических основаниях. И Мюри и Реклю «насильно подгоняли факты к предвзятым мыслям».

Уже труд Воейкова об атмосферной циркуляции содержал новую климатическую классификацию стран. В последующих работах ученый расширил и уточнил ее. Он разделил земной шар на десять зон: экваториальных дождей, сухих пассатных полос, тропическую, подтропическую полосу с очень сухим летом и дождями в остальное время, полосу с осадками во всякое время, страны с сухими зимами, расположенные в высших широтах, пустынные страны и три области муссонов (азиатских, австралийских и африканских). Эти «полосы» он подробно охарактеризовал.

В 1879 — 1882 годах Воейков занимался исследованием и других основных вопросов климатологии. Изучая материалы Главной физической обсерватории, публиковавшиеся в сборниках под редакцией Вильда, Воейков отметил, что Вильд не придает должного значения влиянию на зимние температуры рельефа России, в частности Восточной Сибири. В декабре 1879 года на заседании физической секции съезда естествоиспытателей Александр Иванович раскритиковал вышедший из печати атлас и первый том сочинений Вильда «О температуре воздуха в Российской империи».

Следуя обычному мнению метеорологов, Вильд утверждал, что амплитуда (размер колебаний) температуры уменьшается по мере увеличения высоты местности над уровнем моря. Воейков, опираясь на факты, опроверг это утверждение. Он сослался на наблюдения путешественников, в частности Пржевальского.

«Известно, как велики дневные колебания на высоких плоскогорьях Северной Америки, Перу, Боливии, Средней Азии и особенно Тибета», — говорил Воейков.

Развивая эту тему, ученый устанавливал зависимость суточной амплитуды температуры от формы рельефа — выпуклой или вогнутой. Воейков отмечал также влияние топографических условий на зимние температуры при антициклонах. Он сформулировал закон (вошедший в науку под именем «закона Воейкова») выпуклые формы рельефа уменьшают, а вогнутые увеличивают амплитуду суточных колебаний температуры.

Закон был установлен Воейковым на основании теоретических соображений и наблюдений над климатом других стран. Материалов о влиянии рельефа на температуры в Восточной Сибири не было, так как метеорологические наблюдения в Сибири велись лишь на станциях, расположенных в долинах рек.

Вильд не преминул воспользоваться этим обстоятельством и в «Ответе г. Воейкову», опубликованном в 1880 году, в свою очередь, обвинил Воейкова в научной необоснованности его взглядов.

Чем же опровергает Вильд критику Воейкова? Не один только Вильд, мол, а «все метеорологи считают», что амплитуды суточных колебаний температуры уменьшаются по мере увеличения высоты над уровнем моря. Конечно, наблюдения путешественников интересны. Но следует ли им верить? Ведь они не могут служить обоснованием для «истинно научных» выводов.

«Я не создаю законов природы, но лишь стараюсь их изучать на основании общепринятых научных способов, правда, отличных от тех, которые усвоил себе г. Воейков», — писал Вильд и в заключение высказывал надежду, что «русские естествоиспытатели увидят из этого образца, какое значение можно придавать научным заключениям г. Воейкова, и не будут следовать его терминологии, но будут попрежнему называть научными заключениями те, которые основаны на признанных принципах точных исследований, а к ненаучным они, без сомнения, отнесут те предвзятые мнения, к которым во что бы то ни стало хотят пригнать факты».

Трафаретные доводы Вильда не убеждали серьезных ученых в неправильности точки зрения Воейкова. Да и не один Воейков видел крупные ошибки в работах Главной физической обсерватории. Прогрессивные русские ученые — Менделеев, Докучаев, Советов — были на стороне Воейкова. Об ошибках обсерватории говорили на заседаниях научных обществ, на съездах естествоиспытателей.

Особенную неприятность доставляло Вильду признание Воейкова солидными научными учреждениями за границей.

В 1878 году на Всемирную выставку в Париже Воейков представил составленные им климатические карты, которые получили высокую оценку жюри. Воейкову была присуждена золотая медаль. В том же году он был избран почетным членом Английского метеорологического общества и членом-корреспондентом Берлинского географического общества.

За границей авторитет и слава Воейкова были упрочены. Вильду и его сторонникам оставалось лишь задерживать признание заслуг Воейкова в России.

Но Вильдовцам и в этом случае пришлось потерпеть поражение. Они не смогли помешать избранию Воейкова действительным членом Петербургского общества естествоиспытателей, Минералогического общества и Московского общества испытателей природы.

В 1880 году Русское географическое общество избрало его членом совета. Это было признанием больших научных заслуг. В том же году Московский университет присвоил Воейкову звание почетного доктора физической географии. Избрание почетным доктором было очень важно для Воейкова, окончившего университет в Германии и не имевшего диплома русского высшего учебного заведения, так как открывало ему путь к преподаванию в русской высшей школе.