Etter en tid som riksværvarslingssjef ved Meteorologisk institutt (1945–1948) returnerte han til USA der han arbeidet som forskningsleder innen meteorologi for US Air Force (1948–1952) og University of Chicago (1953–1963), der han mot slutten var dekan for instituttene i meteorologi og geofysikk.
Under planleggingen av invasjonen i Normandie ble Petterssen med i gruppen som skulle lage værvarsel for operasjonen. I tillegg hadde amerikanerne med seg en egen meteorologgruppe, og den engelske marinen hadde sine egne værvarslere. disse tre gruppene arbeidet hver for seg og ga råd til den militære ledelsen, ledet av general Dwight D. Eisenhower.
Ledelsen av operasjonen krevde imidlertid varsel som strakk seg en hel uke fram i tid, noe som ikke var mulig med metodene de hadde på denne tida. Den gangen var værvarslene lite pålitelige utover to døgn fram i tid.
Det er stor forskjell på flo og fjære i Den engelske kanal, så forholdene på sjøen var avgjørende for om det var mulig å sette i land troppene. Operasjonen ble lagt til starten av juni fordi lavtrykkene vanligvis er langt svakere om sommeren enn om vinteren. Samtidig var det ennå mørkt nok om natten til at fienden ikke så enkelt fikk øye på båtene som krysset kanalen.
I dagene like før 5. juni mente meteorologene at det var dårlig vær i vente for den 5. juni, og etter hvert ble de tre gruppene enige om at operasjonen måtte utsettes med ett døgn. I tillegg var det ennå et lavtrykk i vente i etterkant. Det ble derfor avgjort at en ville satse på å gjennomføre operasjonen mellom de to lavtrykkene, da været var noenlunde brukbart. Invasjonen ble dermed satt i gang tidlig om morgenen den 6. juni 1944. Værvarselet stemte og operasjonen ble vellykket.
Privatliv
Han var sønn av fisker og gårdbruker Hildor Petterssen og Petronella Petterssen. Han vokste opp i en barnerik familie på Froskeland i Hadsel kommune.
Han ble gift i 1925 i Oslo med den velstående britiske Daisy Bronner.[6] I 1930-årene bodde de i Bergen sammen med sine to døtre. En av døtrene døde bare femten år gammel.[7]
Han ble gift på ny i 1941, da med den norsk-amerikanske sosiologenLilian Bye. De fikk en sønn som ble boende i USA.
I 1946 ble han gift for tredje og siste gang, da med Grace Bewerly fra London.[8] Paret ble boende i London.
Weather Analysis and Forecasting. A textbook on Synoptic Meteorology (McGraw-Hill, 1940)
Clouds, Air and Wind (1941). Med Eric Sloane.
Introduction to Meteorology (McGraw-Hill, 1941)
Meteorology of the Arctic (US Navy Publ., 1956). Med W. C. Jacobs og B. C. Haynes
Kuling fra Nord. En Værvarslers Erindringer (Aschehoug, 1974). Selvbiografi. Oversatt til engelsk av James R. Fleming som Weathering the Storm. Sverre Petterssen, the D-Day Forecast and the Rise of Modern Meteorology (American Meteorological Society, 2000).
