Как взыскивается штраф у нарушителя на машине с иностранными номерами?

Не взыскивается вовсе. Просто никто этим не станет заморачиваться.

Это же нужно по номеру авто найти собственника (это ещё если за рулём был собственник), найти его адрес регистрации в России, хотя бы временный и только после этого можно отправлять уведомление.

Чисто теоретически, можно что-то предъявить при последующем пересечении автомобилем границы РФ, но границу контролирует другое ведомство, поэтому маловероятно.