Куда идёт энергия, выделяемая при снижении температуры с летней на зимнюю?

Туда же, куда она девается, когда  температура снижается с наступлением ночи - в космос.

Тут нужно помнить, что наша Земля - это открытая термодинамическая система. Температура на ее поверхности поддерживается за счет того, что она нагревается Солнцем и остывает за счет собственного излучения. Каждые сутки Земля получает от Солнца и излучает в космос примерно 10^22 Дж. И значительного резервуара энергии у нас нет, если Солнце погаснет, то Земля очень быстро остынет до температур непригодных для жизни.

Соответственно, температура зимой снижается просто потому, что наше полушарие меньше нагревается Солнцем. Про ту энергию, что наша атмосфера получила летом, она просто "не помнит".