Los días siguientes, hasta fines de diciembre de 1802, los empleó, fraternizando siempre con Bonpland y Aguirre Montúfar y con el auxilio eficaz de sus amigos, en recorrer la ciudad capital y los alrededores de Lima. Alguna vez, explorando las estribaciones serranas, se le cruzó en el camino algún rebaño de llamas o algún venado grácil y furtivo. Perros calvos o "alcos" le habían entretenido antes en su recorrido andino. Igualmente vio cóndores y flamencos. Al mismo tiempo, herborizaba sin cesar. Flora y fauna del Perú cundían en sus comentarios con Bonpland. Datos meteorológicos, de alturas, fenómenos celestes y marítimos, topografía e historia llenaban sus libretas de observaciones y las páginas de su diario. Midió la temperatura del mar en la playa del Callao y a la altura del Boquerón, cerca de la isla de San Lorenzo; observó allí que el mar se agitaba de una manera espantosa, cuando reina un tiempo calmado y sereno, sin que sople el viento más insignificante", atribuyendo este fenómeno a la actividad de volcanes submarinos. (Ensayo sobre Nueva España, tomo I.) Pudo también establecer que "La isla de San Lorenzo, El Frontón, la Peña Horadada y el Morro Solar, rodeado por un lado por el pueblo de Chorrillos, constituye una cordillera granítica que corre de sudeste a noroeste- (Diario p. 153).
Trabajos de Humboldt en Lima y el Callao
Humboldt pasó en total 61 días en Lima; en su Diario se han consignado 45 con sus fechas respectivas, quedando 16 días en blanco, lo cual no llama la atención ya que, durante el trayecto, Humboldt olvidóse más de una vez de indicar las fechas. Durante la estada en Lima, los días en blanco se hallan en grupos o aislados; una vez 5 días consecutivos, otra 4, dos veces 2 y tres veces 1 día, lo cual demuestra que no hubo tiempo para que Humboldt realizara excursiones a gran distancia de la capital, aparte de que su labor científica no se lo habría permitido.
Los observatorios fijos de Humboldt se establecieron en la Catedral; en la casona de Torre Tagle, cerca de la iglesia de San Pedro; en la casa en que se alojaba, situada al lado del entonces Convento San Juan de Dios, en lo que es hoy la Plaza San Martín; en la torre norte del Real Felipe en el Callao; en la torre de San Francisco y en la azotea de la casa del Capitán de Marina don Tomás Ugarte Liaño, Jefe de escuadra de la Real Armada. En aquella época no faltaban cronómetros en Lima; así fue que además del jefe nombrado, pudo asistir a Humboldt en sus observaciones, el Teniente de Navío don Mariano Isasbiríbil, comandante del buque de guerra "La Extremeña", persona muy versada en cálculos analíticos; el Capitán de Navío don José Ignacio Colmenares, quien dirigía la expedici6n para levantar las cartas de la costa entre Chiloé y las Islas Ga1ápagos; así como el Sr. Quevedo, comandante de la fragata "la Rufina". Al publicar los resultados con diferencias de longitud entre Lima y Callao, Humboldt hace notar que los relojes estuvieron expuestos a las sacudidas de los coches empleados para su transporte entre dichos lugares. Cumpliendo con sus tareas de investigación, Humboldt estuvo 9 veces en el Callao (7 al 10 de noviembre y el 1º, 11, 14 y 23 diciembre). Aun el mismo día de la salida hizo una última observación astronómica. Para sus trabajos contó también con un barómetro grande, puesto a su disposición por don Luis Alva. Humboldt era un observador infatigable como lo demuestran los apuntes y cálculos que aparecen en su Diario (p. 459 - 483); citemos por ejemplo alguna de las anotaciones de noviembre; al día 9, 22 mediciones comenzando a las 3 a.m. y extendiéndose hasta las 11 p.m.; en los días 21 y 22, 13 observaciones cada una entre las 8.45 a.m. y las 12 p.m.; el día 29, 18 mediciones. Punto culminante de sus empeños fue la observación, el día 9 de ese mes, del paso de Mercurio delante del disco solar, significativa para fijar nuevamente la longitud de Lima, sobre la cual existían datos discrepantes.
Los días 1, 3 y 5 de noviembre se da cuenta en el Diario (p. 465) de temblores matutinos; en otras fechas se consigna, además de las medidas arriba mencionadas, series de mediciones sobre la marcha de la presión barométrica a fin de estudiar las mareas atmosféricas. Otros apuntes se refieren a fenómenos oceanográficos en el Callao, a las plantas alimenticias cultivadas, a la aplicación de las vacunas por el ilustre médico Dr. Hipólito Unanue; al precio y consumo de carbón de palo que, en tales condiciones, según opinión de Humboldt, no podía constituir base suficiente para el desarrollo de la industria; a descripciones geográficas de la bahía del Callao y sus islas de San Lorenzo, Frontón y Peña Horadada.