Какая формула верно связывает variance и std?

Variance измеряет средний квадрат отклонения от центра, поэтому у неё 'квадратные' единицы. Std берёт корень и возвращает масштаб разброса в исходных единицах. Из-за этого std легче интерпретировать на практике. Ошибка — путать variance и std и сравнивать их напрямую как числа одного масштаба.